İçeriğe geç

5. sınıf · Fen Bilimleri · 11. hafta (30 Kasım-4 Aralık 2026)

Sürtünme Kuvveti: Sürtünme Kuvvetinin Hareket Ettirici ve Durdurucu Etkileri, Pürüzlü ve Kaygan Yüzeylerin Karşılaştırılması (FB.5.2.4)

2. Ünite: Kuvveti Tanıyalım teması · Konu özeti

🃏 Kavram kartlarıEtkinlikler
Bu hafta

Zeminde yuvarlanan bir topun bir süre sonra kendiliğinden durduğunu, buzlu yolda yürümenin ise toprak yola göre çok daha zor olduğunu hepimiz deneyimlemişizdir. İşte temas hâlindeki yüzeyler arasında ortaya çıkarak harekete karşı koyan, aynı zamanda yürüyebilmemizi ve araçların fren yapabilmesini sağlayan bu kuvvete sürtünme kuvveti diyoruz. Bu haftaki çalışmamızda pürüzlü ve kaygan yüzeyleri karşılaştıracak, hava ve su direncini inceleyecek ve sürtünmenin yaşamımızdaki olumlu-olumsuz etkilerini keşfedeceğiz.

Sürtünme Kuvveti Nedir? Hareket Ettirici ve Durdurucu Etkisi

Birbirine temas eden iki yüzey arasında harekete veya hareket etme isteğine karşı oluşan temas gerektiren kuvvete sürtünme kuvveti denir. Kayarak ilerleyen bir cisimde sürtünme kuvvetinin yönü, cismin hareket yönüne zıt yöndedir; örneğin doğu yönünde itilen bir sandığa zemin tarafından batı yönünde sürtünme kuvveti etki eder.

Sürtünme kuvveti duran bir cismin kendiliğinden harekete geçmesini zorlaştırır, hareket hâlindeki cisimlerin ise süratini azaltarak durmasını sağlar. Ancak sürtünme kuvveti olmasaydı ayakkabımız zemine tutunamaz, adım atıp yürüyemez, koşamaz, kalemle deftere yazı yazamaz ve yazdıklarımızı silgiyle silemezdik.

Dolayısıyla sürtünme kuvveti bir yandan kayan cisimleri yavaşlatıp durdururken, diğer yandan canlıların yürümesi ve tekerleklerin kaymadan dönerek ilerlemesi için gerekli tutunmayı sağlar.

SÜRTÜNME KUVVETİNİN ÖZELLİKLERİ VE YÖNÜ Hareket Eden Koli Hareket Yönü (Doğu) Sürtünme Kuvveti (Batı) • Temas gerektiren bir kuvvettir; birbirine değen yüzeyler arasında oluşur. • Kayarak ilerleyen cisimlerde daima HAREKET YÖNÜNE ZIT yönde etki eder.
🔍 Büyütmek için dokunun

Pürüzlü ve Kaygan Yüzeylerin Karşılaştırılması

Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, temas eden yüzeylerin cinsine (pürüzlülük derecesine) ve cismin ağırlığına bağlıdır. Gözle pürüzsüz gibi görünen cam veya mermer yüzeylerde bile mikroskobik girinti ve çıkıntılar vardır; yani sürtünmesi tamamen sıfır olan bir yüzey yoktur.

Halı, zımpara kâğıdı, çakıllı yol, toprak ve keçe gibi girinti-çıkıntısı fazla olan pürüzlü yüzeylerde sürtünme kuvveti fazladır. Bu yüzeylerde bir cismi dinamometre ile çekmek için daha büyük kuvvet gerekir ve eğik düzlemden bırakılan oyuncak araba kısa sürede yavaşlayarak az yol alır.

Buz, cam, cilalı parke ve ıslak fayans gibi girinti-çıkıntısı az olan kaygan (az pürüzlü) yüzeylerde ise sürtünme kuvveti azdır. Bu yüzeylerde cismi çekmek kolaydır (dinamometre küçük değer gösterir) ve eğik düzlemden bırakılan araba çok daha uzun mesafe kateder.

PÜRÜZLÜ VE KAYGAN YÜZEYLERİN KARŞILAŞTIRILMASI Pürüzlü Yüzeyler (Çok Girintili-Çıkıntılı) Örnekler: Toprak, Çakıllı Yol, Halı, Zımpara Kâğıdı • Sürtünme kuvveti BÜYÜKTÜR. • Cismi hareket ettirmek ZORDUR (Dinamometre daha büyük değer gösterir). • Eğik düzlemden bırakılan araba KISA mesafede yavaşlayarak durur. Az Pürüzlü (Kaygan) Yüzeyler Örnekler: Buz, Cam, Islak Mermer, Cilalı Parke • Sürtünme kuvveti KÜÇÜKTÜR (ama sıfır değildir). • Cismi hareket ettirmek KOLAYDIR (Dinamometre daha küçük değer gösterir). • Eğik düzlemden bırakılan araba UZUN mesafe alarak daha uzağa gider.
🔍 Büyütmek için dokunun

Hava ve Su Direnci ile Günlük Yaşam Uygulamaları

Sürtünme kuvveti katı yüzeylerin yanı sıra sıvı ve gaz ortamlarda da görülür. Hava ortamında hareket eden cisimlere havanın uyguladığı sürtünmeye hava direnci (hava sürtünmesi), su içinde hareket eden cisimlere suyun uyguladığı sürtünmeye ise su direnci (su sürtünmesi) denir. Temas yüzey alanı büyüdükçe hava ve su direnci artar.

Günlük yaşamda güvenli hareket için sürtünmeyi artırmak istediğimiz durumlar vardır: Kışın araçlara dişli kış lastiği veya zincir takılması, futbolcuların dişli krampon giymesi, kaleci eldivenlerinin pürüzlü yapılması, merdiven uçlarına kaydırmaz bant yapıştırılması ve paraşütlerin geniş yüzeyli tasarlanması sürtünmeyi artırır.

Enerji kaybını ve aşınmayı önlemek için sürtünmeyi azaltmak istediğimiz durumlar da vardır: Kapı menteşelerinin ve makine dişlilerinin yağlanması, ağır eşyaların altına tekerlek veya bilye (rulman) takılması, uçak, hızlı tren ve gemilerin burun kısımlarının sivri (V şeklinde) tasarlanması sürtünmeyi azaltır.

HAVA-SU DİRENCİ VE GÜNLÜK YAŞAMDA SÜRTÜNME Sürtünmeyi Artıran Uygulamalar • Kış lastiği ve tekerleğe zincir takma • Krampon ve kışlık bot dişleri • Kaleci eldivenlerinin pürüzlü yapısı • Haltercilerin ellerine toz sürmesi • Paraşütün geniş yüzey alanı Amaç: Güvenli tutunma ve frenleme Sürtünmeyi Azaltan Uygulamalar • Kapı menteşesi ve dişlileri yağlama • Eşya altına tekerlek / bilye takma • Uçak, hızlı tren ve gemilerin burun kısmını sivri (V) tasarlama • Buz pateninin ince bıçaklı tabanı Amaç: Kolay hareket ve enerji tasarrufu Hava ve Su Direnci Hava Direnci (Hava Sürtünmesi): Havadaki cisimlerin hareketini zorlaştırır (Paraşüt, kuş kanadı). Su Direnci (Su Sürtünmesi): Sudaki hareketi zorlaştırır (Balık pulları, yüzücü bonesi azaltır).
🔍 Büyütmek için dokunun

Örnekler

  1. Örnek 1Özdeş bir tahta blok; cam, mermer ve zımpara kâğıdı kaplı yatay yüzeylerde dinamometre ile çekiliyor. Dinamometrelerin göstereceği değerleri büyükten küçüğe sıralayınız.

    Cevabı göster

    Pürüzlülük arttıkça sürtünme kuvveti ve gerekli çekme kuvveti artar. En pürüzlü yüzey zımpara kâğıdı, en kaygan yüzey cam olduğu için sıralama: Zımpara kâğıdı > Mermer > Cam şeklindedir.

  2. Örnek 2Eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılan bir oyuncak araba; X zemininde 25 cm, Y zemininde 80 cm, Z zemininde 50 cm yol alarak duruyor. Zeminlerin sürtünme kuvvetlerini karşılaştırınız.

    Cevabı göster

    Arabanın en kısa mesafede durduğu X zemini en pürüzlü (sürtünmesi en büyük), en uzağa gittiği Y zemini ise en kaygan (sürtünmesi en küçük) zemindir. Sürtünme kuvvetleri: X > Z > Y olur.

  3. Örnek 3Batı yönünde kayarak ilerleyen bir buz hokeyi diskine buz zeminin uyguladığı sürtünme kuvvetinin yönü nedir?

    Cevabı göster

    Sürtünme kuvveti kayan cisimlerin hareket yönüne zıt yönde etki ettiği için, batıya giden diske etki eden sürtünme kuvvetinin yönü doğudur.

  4. Örnek 4Gemilerin ön (burun) kısımlarının 'V' harfi şeklinde sivri tasarlanmasının ve yüzücülerin özel bone ile mayo giymesinin bilimsel nedeni nedir?

    Cevabı göster

    Her iki uygulamanın da amacı su ile temas eden yüzeyin pürüzlülüğünü ve direncini azaltarak su direncini (su sürtünmesini) en aza indirmek, böylece suda daha hızlı ve az enerjiyle ilerlemektir.

  5. Örnek 5Aynı yükseklikten aynı anda bırakılan özdeş iki A4 kâğıdından biri buruşturulup top yapılırken diğeri düz bırakılıyor. Hangisi yere daha önce düşer? Neden?

    Cevabı göster

    Buruşturulmuş kâğıt yere daha önce düşer; çünkü düz kâğıdın temas yüzey alanı daha geniş olduğu için ona etki eden hava direnci daha büyüktür ve düşüşünü yavaşlatır.

  6. Örnek 6Sürtünme kuvvetinin günlük yaşamımızdaki olumlu ve olumsuz etkilerine ikişer örnek veriniz.

    Cevabı göster

    Olumlu etkileri: Yürüyebilmemizi sağlaması ve araçların fren yaparak durabilmesi. Olumsuz etkileri: Makine dişlilerinin ve kıyafetlerin aşınması, hareket için fazladan enerji harcanması.

Kavram Kartları

1 / 8

Karta dokunarak arka yüzündeki açıklamayı görün; yön tuşlarıyla kartlar arasında geçiş yapın.

Etkinlikler

Soruları çözün; her cevaptan sonra doğru mu yanlış mı olduğunu hemen göreceksiniz.

  1. 1Özdeş bir oyuncak araba aynı eğik düzlemin tepesinden sırasıyla buz, tahta, halı ve kum zeminlere bırakılıyor. Arabanın yatay zeminde alacağı yol hangi zeminde en fazla olur?

  2. 2Günlük yaşamda yapılan aşağıdaki uygulamalardan hangisinin amacı sürtünme kuvvetini azaltmaya yöneliktir?

  3. 3Hava ve su direnci ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  4. 4Özdeş bir koli K, L ve M yatay zeminlerinde dinamometre ile çekildiğinde harekete geçmesi için gereken kuvvetler K'de 18 N, L'de 7 N, M'de 25 N olarak ölçülüyor. Yüzeylerin pürüzlülük sıralaması nasıldır?

  5. 5Aşağıdaki ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğunu belirleyiniz.

    • Kayarak ilerleyen bir cisme etki eden sürtünme kuvvetinin yönü hareket yönüne zıttır.
    • Cam ve buz gibi çok kaygan yüzeylerde sürtünme kuvveti sıfırdır.
    • Ağır valizlerin altına tekerlek takılması sürtünme kuvvetini azaltarak taşımayı kolaylaştırır.
    • Paraşütçünün güvenli inmesi için paraşüt yüzeyinin küçük olması ve hava direncini azaltması gerekir.
    • Su içinde hareket eden dalgıçlara ve deniz taşıtlarına hareketlerini zorlaştıran su direnci etki eder.

  6. 6Aşağıdaki kavramları ve uygulamaları uygun açıklamalarla eşleştiriniz.

    Soldan bir öğeye, sonra sağdaki eşine dokunun.

  7. 7Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kavramlarla tamamlayınız.

    1. Temas hâlindeki iki yüzey arasında oluşan ve harekete karşı koyan kuvvete kuvveti denir.
    2. Halı, toprak ve zımpara kâğıdı gibi yüzeylerde sürtünme kuvveti oldukça fazladır.
    3. Hava ortamında düşmekte olan bir paraşütçüyü yavaşlatan sürtünme kuvvetine direnci adı verilir.
    4. Doğu yönünde kayarak ilerleyen bir kızağa etki eden sürtünme kuvveti yönündedir.
    5. Makine parçalarının arasına sürülmesi sürtünmeyi azaltarak aşınmayı önler.

  8. 8Kış mevsiminde karlı ve buzlu yollarda araçların kaymasını önlemek için ne gibi önlemler alındığını, bu önlemlerin sürtünme kuvvetini nasıl etkilediğini bilimsel gerekçesiyle açıklayınız.

Kısaca

  • Sürtünme Kuvveti: Birbirine temas eden yüzeyler arasında harekete karşı oluşan temas gerektiren bir kuvvettir; kayan cisimlerde hareket yönüne zıt yöndedir.
  • Pürüzlü Yüzeyler: Toprak, halı, zımpara kâğıdı ve çakıllı yol gibi girintili-çıkıntılı yüzeylerde sürtünme kuvveti büyüktür; hareket zorlaşır ve cisim kısa sürede durur.
  • Kaygan Yüzeyler: Buz, cam ve cilalı mermer gibi az pürüzlü yüzeylerde sürtünme kuvveti küçüktür (fakat sıfır değildir); cisimler kolay hareket eder ve uzağa gider.
  • Hava ve Su Direnci: Hava ve su ortamları da içlerinde hareket eden cisimlere harekete zıt yönde direnç uygular; temas yüzeyi büyüdükçe direnç artar.
  • Artırma ve Azaltma: Kış lastiği, zincir, krampon ve paraşüt sürtünmeyi artırırken; yağlama, tekerlek/bilye takma ve taşıtların burnunu sivri yapma sürtünmeyi azaltır.

Bu dersin öteki kaynakları