Bu makale fizikte statik sürtünme katsayısının (veya statik sürtünme katsayısının) ne olduğunu ve nasıl hesaplandığını açıklamaktadır. Bu nedenle statik sürtünme katsayısının hesaplanmasına ilişkin somut bir örnek ve ayrıca dinamik sürtünme katsayısı ile farkların neler olduğunu bulacaksınız.
Statik sürtünme katsayısı nedir?
Statik sürtünme katsayısı olarak da adlandırılan statik sürtünme katsayısı , statik sürtünme kuvvetini normal kuvvetle ilişkilendiren bir katsayıdır.
Basitçe söylemek gerekirse, statik sürtünme katsayısı, iki cisimden biri diğeri üzerinde kaymaya başladığında (ama hala hareketsizken) yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi gösteren bir katsayıdır.
Statik sürtünme katsayısı boyutsuz olduğundan birimi yoktur.
Benzer şekilde, statik sürtünme katsayısı da genellikle μ e sembolüyle gösterilir.
Statik sürtünme katsayısı nasıl hesaplanır
Statik sürtünme katsayısı, statik sürtünme kuvveti (veya sürtünme kuvveti) ile normal kuvvet arasındaki orana eşittir. Bu nedenle statik sürtünme katsayısı, statik sürtünme kuvvetinin normal kuvvete bölünmesiyle hesaplanır.
Kısaca statik sürtünme katsayısının formülü şöyledir:
Altın:
-
birimi olmayan statik sürtünme katsayısıdır.
-
Newton cinsinden ifade edilen sürtünme kuvveti veya statik sürtünmedir.
-
Newton cinsinden ifade edilen normal kuvvettir.
Öte yandan hareket ettirilecek cisim eğik bir düzlem üzerinde olduğunda sürtünme kuvveti ve normal kuvvet aşağıdaki ifadelere eşdeğerdir:
Dolayısıyla, bu ifadeleri formülde yerine koyarsak, statik sürtünme katsayısını düzlemin eğimiyle ilişkilendiren bir denklem elde edebiliriz:
Kısaca eğik bir düzlemdeki statik sürtünme katsayısının formülü aşağıdaki gibidir:
Statik sürtünme katsayısına ilişkin çözülmüş alıştırma
Statik sürtünme katsayısının (veya statik sürtünme katsayısının) tanımını ve formülünü gördükten sonra, kavramı daha iyi anlamak için çözülmüş bir alıştırma göreceğiz.
- Amaç m=12 kg kütleli bir bloğu düz bir yüzey üzerinde hareket ettirmektir ve bunun için F=35 N yatay kuvvet uygulanır ancak blok hareket edemez. Zemin ile blok arasındaki statik sürtünme katsayısı nedir? Veri: g=9,81 m/ s2 .
Öncelikle bloğa etki eden tüm kuvvetlerin grafiğini çiziyoruz:
Vücut dengede kaldığı için aşağıdaki iki denklem doğrudur:
Böylece sürtünme kuvveti cisme uygulanan yatay kuvvete eşit olacaktır:
Öte yandan normal kuvvetin değerini ağırlık kuvveti formülünü kullanarak hesaplayabiliriz:
![\begin{array}{l}N=P\\[3ex] N=m\cdot g\\[3ex] N=12\cdot 9,81 \\[3ex] N=117,72 \ N \end{array }](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-4dfb5f5889745871fa0f92f8fa053408_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Son olarak, sürtünme kuvvetinin ve normal kuvvetin değerini öğrendikten sonra değerini belirlemek için statik sürtünme katsayısı formülünü uygularız:
Statik ve dinamik sürtünme katsayısı
Bu bölümde statik sürtünme katsayısı ile dinamik sürtünme katsayısı arasındaki farkı göreceğiz çünkü duruma bağlı olarak birinin veya diğerinin kullanılması gerekir.
Statik ve dinamik sürtünme katsayısı arasındaki fark , statik sürtünme katsayısının vücut hareketsiz durumdayken kullanılması, dinamik sürtünme katsayısının ise vücut hareket halindeyken kullanılmasıdır.
Dolayısıyla sürtünme kuvvetinin etki ettiği cismin sabit veya bir yüzey üzerinde kayan olmasına bağlı olarak sürtünme kuvvetinin hesaplanmasında sırasıyla statik sürtünme katsayısının veya dinamik sürtünme katsayısının kullanılması gerekir.
Genel olarak statik sürtünme katsayısı dinamik sürtünme katsayısından daha büyüktür.
Bu tür sürtünme katsayısı hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki bağlantıya tıklayın:
Statik sürtünme katsayısı değerleri
Son olarak sizi statik sürtünme katsayısı ve dinamik sürtünme katsayısının bazı ortak değerlerini görebileceğiniz aşağıdaki tabloyla baş başa bırakıyoruz:
| Temas yüzeyleri | Statik sürtünme katsayısı (μ e ) | Dinamik sürtünme katsayısı ( μd ) |
|---|---|---|
| Çelik üzerine bakır | 0,53 | 0,36 |
| Çelik üzerine çelik | 0,74 | 0,57 |
| Çelik üzerine alüminyum | 0.61 | 0,47 |
| Çimento üzerinde kauçuk | 1 | 0,8 |
| Ahşap üzerine ahşap | 0,25-0,5 | 0,2 |
| Deri üzerine ahşap | 0,5 | 0,4 |
| Teflon üzerinde Teflon | 0,04 | 0,04 |
Bu değerlerin yüzey pürüzlülüğü, sıcaklık gibi birçok faktöre bağlı olarak değişebileceğini unutmayın.