Sürtünme Kuvveti Hesaplama

Sürtünme kuvveti nedir?

Birbirine değen iki yüzey arasında, kaymaya karşı koyan kuvvete sürtünme kuvveti denir. Kuru yüzeylerde bu kuvvet, yüzeyleri birbirine bastıran normal kuvvetle orantılıdır: Fs = μ × N. Orantı sabiti μ sürtünme katsayısıdır, birimi yoktur.

Statik ve kinetik sürtünme

Duran bir cismi itmeye başladığınızda sürtünme, uyguladığınız kuvvete eşit büyür ve cisim yerinden oynamaz. Bu statik sürtünmedir ve en çok μs × N kadar olabilir. Kuvvet bu sınırı aşınca cisim kaymaya başlar ve sürtünme μk × N değerine düşer. Kinetik katsayı statik katsayıdan küçüktür, bu yüzden bir cismi harekete geçirmek onu hareket hâlinde tutmaktan zordur.

Yatay yüzeyde

Yatay bir zeminde duran cisimde normal kuvvet ağırlığa eşittir: N = m × g. Sürtünme kuvveti Fs = μ × m × g olur.

Örnek

10 kg kütleli bir sandık yatay zeminde duruyor. Statik katsayı 0.4, kinetik katsayı 0.3 ve g = 10 m/s² alınsın. Normal kuvvet 100 N, en büyük statik sürtünme 40 N olur. Sandığı 30 N ile iterseniz hareket etmez ve sürtünme 30 N olur. 50 N ile iterseniz kayar: kinetik sürtünme 30 N, net kuvvet 20 N, ivme 20 / 10 = 2 m/s² çıkar.

Sınırlar

Formül kuru yüzeyler içindir. Yağlanmış yataklarda, tekerleğin yuvarlanma direncinde ve hava ya da su direncinde başka bağıntılar kullanılır. Katsayı değerleri yüzeyin durumuna göre büyük ölçüde değişir, bu yüzden araç bir katsayı tablosu vermez: değeri soru metninden ya da ölçümden alın.