Bu makale fizikte dinamik sürtünme katsayısının (veya dinamik sürtünme katsayısının) ne olduğunu ve nasıl hesaplandığını açıklamaktadır. Ek olarak, konsepti daha iyi anlamak için dinamik sürtünme katsayısının hesaplanmasına ilişkin somut bir örnek bulacaksınız.
Dinamik sürtünme katsayısı nedir?
Dinamik sürtünme katsayısı veya dinamik sürtünme katsayısı , iki cisimden biri diğerinin üzerinde kayarken yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi gösteren bir katsayıdır.
Dinamik sürtünme katsayısı boyutsuz bir katsayıdır yani birimi yoktur.
Ek olarak dinamik sürtünme katsayısı genellikle μd sembolüyle temsil edilir.
Dinamik sürtünme katsayısı nasıl hesaplanır
Dinamik sürtünme katsayısı, dinamik sürtünme kuvveti (veya sürtünme kuvveti) ile normal kuvvet arasındaki orana eşittir. Bu nedenle dinamik sürtünme katsayısı, dinamik sürtünme kuvvetinin normal kuvvete bölünmesiyle hesaplanır.
Kısaca dinamik sürtünme katsayısının formülü şu şekildedir:
Altın:
-
birimsiz olan dinamik sürtünme katsayısıdır.
-
Newton cinsinden ifade edilen sürtünme kuvveti veya dinamik sürtünmedir.
-
Newton cinsinden ifade edilen normal kuvvettir.
Dinamik sürtünme katsayısına ilişkin çözülmüş alıştırma
Artık dinamik sürtünme katsayısının tanımını ve formülünü bildiğimize göre, aşağıda bu konuyla ilgili çözülmüş bir alıştırma bulacaksınız.
- Eğimi 45° olan bir düzlemin tepesine m=6 kg kütleli bir cisim yerleştiriyoruz. Eğer cisim eğik düzlem üzerinde 4 m/s 2 ivmeyle kayıyorsa, eğik düzlem yüzeyi ile cismin yüzeyi arasındaki dinamik sürtünme katsayısı nedir? Veri: g=10 m/ s2 .
Dinamik ile ilgili herhangi bir fizik problemini çözmek için yapmamız gereken ilk şey serbest cisim diyagramını çizmektir. Yani sisteme etki eden tüm kuvvetler şunlardır:
Cisim 1. eksen yönünde (eğik düzleme paralel) bir ivmeye sahiptir, ancak 2. eksen yönünde (eğik düzleme dik) cisim hareketsizdir. Bu bilgiden yola çıkarak sistem kuvvetlerinin denklemlerini öneriyoruz:
Böylece normal kuvveti ikinci denklemden hesaplayabiliriz:
![\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-59341555fe3d5fe315ceb1864547873b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Öte yandan sürtünme kuvvetinin (veya sürtünme kuvvetinin) değerini sunulan ilk denklemden hesaplıyoruz:
![\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d8f2aff2a81d98ddcea04b1988282fda_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Normal kuvvetin ve sürtünme kuvvetinin değerini bildiğimizde, buna karşılık gelen formülü kullanarak dinamik sürtünme katsayısını belirleyebiliriz:
Dinamik ve statik sürtünme katsayısı
Statik sürtünme katsayısı, hareketin başlaması amaçlandığında (ancak vücut hala hareketsizken) normal kuvvet ile sürtünme kuvvetini ilişkilendiren sürtünme katsayısıdır.
Böylece statik sürtünme katsayısı, statik sürtünme kuvvetinin yani hareketi başlatmak için aşılması gereken sürtünme kuvvetinin hesaplanmasında kullanılır.
Normalde dinamik sürtünme katsayısı statik sürtünme katsayısından küçüktür. Bu nedenle dinamik sürtünme kuvveti de statik sürtünme kuvvetinden daha azdır.
Dinamik sürtünme katsayısı değerleri
Aşağıdaki tabloda dinamik sürtünme katsayısı ve statik sürtünme katsayısının bazı ortak değerlerini görebilirsiniz:
| 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 veya teflon | 0,04 | 0,04 |
Bu değerlerin yüzey pürüzlülüğü, sıcaklık gibi birçok faktöre bağlı olarak değişebileceğini unutmayın.