5.sınıf 3. ünite konu özeti

 

SÜRTÜNME KUVVETİ

Bir birine temas eden yüzeyler arasında gerçekleşen cismin hareketini zorlaştıran etkiye sürtünme kuvveti denir.

• Sürtünme kuvveti, cismin hareketine zıt yönde cisim ve yüzey arasında ve cismin yüzeyine bağlıdır.

katı cisimlerde sürtünme kuvvetine geçmeden önce pürüzlü ve pürüzsüz yüzeyleri tanımamız gerekir.

Pürüzsüz yüzey (madde); temas yüzeyinde girinti ve çıkıntı bulundurmayan maddeler pürüzsüz madde olarak bilinir. Örnek olarak pencere camı, telefon ekranı gibi maddeler temas yüzeyleri girinti ve çıkıntısı olmadığından pürüzsüz madde olarak bilinir.

Pürüzsüz maddelere örnekler;

• cam
• parlatılmış mermer yüzeyi
• fayans
• telefon, TV ve bilgisayar ekranı
• poşet dosya 
• kitap kapağı gibi maddeler pürüzsüz maddelere örnek olarak verile bilinir.

Pürüzlü yüzey (madde); temas yüzeyinde girinti ve çıkıntısı fazla olan maddelere pürüzlü madde denir. Örnek olarak toprak, halı gibi maddeler girinti ve çıkıntısı olduğundan pürüzlü madde olarak bilinir.

Pürüzlü maddelere örnekler;

• topraklı yol
• zımpara
• ayakkabı tabanı 
• halı 
• araba ve bisiklet lastiği
• kumaş
• asfalt gibi maddeler ve yüzeyler pürüzlü maddelere örnek olarak verilebilinir. 

Not: pürüzlü yüzeylerde sürtünme kuvveti çok, pürüzsüz yüzeylerde sürtünme kuvveti azdır.

Farklı yüzeyleri cisimlere uyguladığı sürtünme kuvvetini daha iyi anlamak için aşağıdaki deney düzeneğini inceleyelim.

 

Örnek soru;

Özdeş rampalardan bırakılan özdeş bilyelerin farklı yüzeylerde aldıkları yol şekilde gösterilmiştir.

 bilyelerin farklı yüzeylerde aldıkları yolların farklı olmasının nedeni zeminlerin yüzeyindeki girinti ve çıkıntı miktarlarının farklı olmasından kaynaklanır. Çakıllı yolun yüzeyindeki girinti ve çıkıntı miktarı halıdan çok halının da yüzeyindeki girinti ve çıkıntı miktarı camdan fazladır.

kısacası yüzeyi pürüzlü olanın bilyeye etki ettiği sürtünme kuvveti çok iken pürüzsüz yüzeyin bilyeye etki ettiği sürtünme kuvveti azdır.

Yüzeyler arasındaki sürtünme kuvveti  Çakıllı yol >  Halı > Cam'dır. 

 SÜRTÜNME KUVVETİNİN OLUMLU VE OLUMSUZ YANLARI

Sürtünme kuvvetinin olumlu yanları:

• yürümeyi kolaylaştırır.
• yazı yazmamızı kolaylaştırır ve yazılanları silmemizi sağlar.
• düzenlediğimiz eşyaların yerinde sabit kalmasını sağlar.
• frene basılan aracın durmasını sağlar.

Sürtünme kuvvetinin olumsuz yanları:

• yürüme esnasında ayakkabı tabanının aşınmasına neden olur.
• hareketi zorlaştırır.
• taşıtların hareket hızını yavaşlatır.
• birbirine sürtünen cisimlerin aşınmasına neden olur.
• 
  

sürtünme kuvvetini artıran etkilere örnekler

1. ayakkabı ve lastiklerin girintili olması
2. kışın buzlu yollara tuz veya kum dökülmesi
3. karlı yollarda araç lastiklerine zincir takılması.

sürtünme kuvvetini azalmasına etki eden örnekler

1. kapı menteşelerinin yağlanması
2. parmakta sıkışan yüzüğün sabun sürülere çıkarılması
3. sürtünmeden dolayı araç motorlarının yağlanması
4. patencilerin pateninin altının pürüzsüz yapılması

katı yüzeylerde sürtünme kuvveti olduğu gibi sıvı ve gazlarında cisimlere uyguladığı sürtünme kuvveti vardır.

sıvılarda sıvı direnci diye adlandırıl iken gazlarda hava direnci olarak adlandırılır.

 SU DİRENCİ

Su içerisinde hareket eden cisimlere etki eden sürtünme kuvvetine su direnci denir. Su direnci cismin hareket yönüne ters yönde etki eder.

Su direncini daha iyi anlaya bilmek için aşağıdaki etkinliği inceleyelim;

 

Özdeş kaplardan A kabı boş bırakılırken  kabı su ile doldurularak kap içerisine haşlanmış yumurtalar aynı anda bırakılmaktadır.

Sonuç: içerisinde su bulunan B kabındaki ve su boş bırakılan A kabına aynı anda bırakılan yumurtalardan B kabına bırakılan yumurtanın kap tabanına ulaşma süresi A kabının tabanına ulaşma süresinden fazla olur. 

etkinlikten de anlaşılacağı gibi suyun cisimlerin hareket yönüne ters yönde ve hareketi yavaşlatıcı yönde etki eder.

Su direncini azaltıcı etkiler;

* su taşıtlarının ön kısmının sivri yapılması su direncini azaltmaya yöneliktir.

* su da yaşayan canlıların burun kısmının sivri olması su direncini azaltmaya yönelik olarak yaratılmışlardır.

*suya atlayan yüzücünün su direncini azaltmak için ellerini birleştirirler.

 HAVA DİRENCİ

Havada hareket eden cisimlere etki eden sürünme kuvvetine hava direnci denir. Hava direnci cisimlerin hareket yönüne ters yönde etki eder.

hava direncini daha iyi anlamak için aşağıdaki etkinliği yapalım;

Özdeş A4 kağıtlarından bir tanesi düz diğer A4 kağıdı buruşturularak belli bir yükseklikten bırakılarak yere düşme süreleri gözlemlenmektedir.

yapılan etkinlik sonucunda havayla temas yuzeyiyle az olan A4 kağıdının yere ulaşma süresi 2 saniye iken düz A4 kağıdının yere ulaşma süresi 4 saniye olarak ölçülmüştür.  etkinlikten de anlaşılacağı gibi yüzey alanı büyük olan cisimlere etki eden hava direnci büyük iken yüzey alanı küçük olan cisimlere etki eden hava direnci az olur.

SORU;

Aynı yükseklikten bırakılan A, B ve C paraşütlerinin yere ulaşma süreleri nasıl olur açıklayınız?

Hava direncinde temas yüzeyi büyük olan C paraşütünün yere ulaşma süresi en çok olurken temas yüzeyi küçük olan B paraşütünün yere ulaşma süresi en az olur.

yere ulaşma süreleri;

C >  A   > B olur.

hava direncini azaltmaya yönelik etkiler;

* arabaların uç kısımlarının sivri olması.

*ucakların uç kısımlarının sivri olması

kuşların baş ve gaga kısımlarının sivri olması hava direncini azaltmaya yöneliktir.