Statik ve Kayan Sürtünme
Temas halindeki iki yüzey arasında bağıl hareket veya bir girişim olduğunda, harekete karşıt kuvvetler oluşur. Genellikle bu kuvvetler sürtünme olarak bilinir. Sürtünme katı yüzeyler, akışkan yüzeyler ve akışkan/katı yüzeyler arasında oluşur. Bir akışkanın içindeki sürtünmeye viskozite denir. Bu makalenin tartışması esas olarak katı yüzeylere etki eden sürtünme kuvvetlerine odaklanmaktadır.
Makroskopik ölçekte, sürtünme kuvvetlerinin kaynağı cisimlerin düzensiz yüzeylerine atfedilir. Yüzeydeki yarıklar ve çıkıntılar gibi küçük yüzey düzensizlikleri bağıl harekete maruz kaldıklarında birbirlerinin hareketini engelleyerek tepki kuvvetleri oluştururlar. Sürtünme kuvvetlerinin davranışını açıklayan yasalar vardır.
1. İki yüzey temas halinde ve bağıl hareket halindeyken veya buna teşebbüs ederken, temas noktasında, cisme uygulanan sürtünme kuvveti cismin hareket yönünün tersidir.
2. Eğer cisimler üzerindeki sürtünme kuvvetleri cisimleri dengede tutmak için yeterliyse, o zaman sürtünme kuvvetlerine sınırlayıcı sürtünme denir ve sürtünmenin büyüklüğü denge dikkate alınarak bulunabilir.
3. Sınırlayıcı sürtünmenin iki yüzey arasındaki Normal reaksiyona oranı, Normal reaksiyonun büyüklüğüne değil, yüzeylerin oluşturduğu maddelere ve yüzeylerin doğasına bağlıdır. Oran, sürtünme katsayısı olarak bilinir.
4. Sınırlayıcı sürtünmenin büyüklüğü, iki yüzeyin temas alanından bağımsızdır.
5. Sürtünme kuvveti hareket halindeyken hareket yönüne zıttır ve hızdan bağımsızdır. Sürtünme kuvveti ile yüzeyler arasındaki normal reaksiyon arasındaki oran sabit kalır ve sınırlayıcı sürtünme durumundan biraz daha azdır.
Mikroskopik olarak, sürtünme kuvvetlerinin kaynağı, moleküllerin elektromanyetik alanları arasındaki itici kuvvetlere atfedilir.
Statik Sürtünme Nedir?
Vücut statik (durağan) durumdayken, vücuda etki eden sürtünme kuvvetleri statik sürtünme kuvvetleri olarak bilinir. Bu durumda, cisme etki eden dış kuvvetlerin vektör toplamı, sürtünme kuvvetlerinin büyüklüğüne eşit, fakat zıt yönlüdür; dolayısıyla vücut dengede kalır. Sürtünme kuvvetleri cisme etki eden bileşke dış kuvvetle orantılı olarak artar ve cisim bir sınıra ulaşıp hareket etmeye başlar. Maksimum statik sürtünme, sınırlayıcı sürtünmedir.
Sürtünme, iki yüzeyin temas alanından bağımsızdır ve malzemeye ve cismin yapısına bağlıdır. Ortaya çıkan dış kuvvet sınırlayıcı sürtünmeyi aştığında vücut hareket etmeye başlar.
Kayan (Dinamik) Sürtünme Nedir?
Vücut hareket halindeyken, vücuda etki eden sürtünme kuvvetleri dinamik sürtünme kuvvetleri olarak bilinir. Dinamik sürtünme kuvveti, hız ve ivmeden bağımsızdır. Sürtünme kuvveti ile yüzeyler arasındaki normal kuvvet arasındaki oran da sabit kalır, ancak sınırlayıcı sürtünme oranından biraz daha azdır.
Statik Sürtünme ile Kayan (Dinamik) Sürtünme arasındaki fark nedir?
• Statik sürtünme katsayısı, dinamik sürtünme katsayısından biraz daha yüksektir
• Statik sürtünme dış kuvvetlerle orantılı olarak değişir, kayma (dinamik) sürtünme kuvvetleri ise hız ve ivmeden (ve ortaya çıkan dış kuvvetten) bağımsız olarak sabit kalır.
