Yürürken neden kaymayız?
Soru: Yürürken neden kaymayız?
Kısa Cevap: Yürürken ayağımızın zemine tutunmasını ayakkabı ile zemin arasındaki statik sürtünme kuvveti sağlar. Bu kuvvet yeterli olduğunda yere basan ayağımız kaymaz.
Detaylı Cevap: Adımın itiş aşamasında ayağımızla zemini geriye doğru iteriz. Zemin de ayağımıza ileri doğru kuvvet uygulayarak ilerlememize yardımcı olur. Ayakkabı tabanı zemine göre kaymadığı için bu etkileşimdeki yatay kuvvet statik sürtünmedir. Gereken tutunma kuvveti statik sürtünmenin sağlayabileceği sınırı aşarsa ayak kaymaya başlar.
Hareket ettiğimiz hâlde sürtünme neden statiktir?
Statik sürtünme, kişinin bütünüyle hareketsiz olması anlamına gelmez. Önemli olan temas eden yüzeylerin birbirine göre kayıp kaymamasıdır. Vücudumuz ilerlerken ayağımızın yere basan bölümü zemine göre kaymıyorsa statik sürtünmeden söz edilir.
Yürürken sürtünme kuvveti hangi yöndedir?
Ayağın zemini geriye ittiği aşamada zeminin ayağa uyguladığı sürtünme kuvveti ileri yönlüdür. Böylece sürtünme, hareketi destekleyebilir.
Yürüyüşün bütün aşamalarında kuvvetin yönü aynı olmak zorunda değildir. Ayağın yere ilk temasında frenleyici, itiş aşamasında ise ilerletici yatay kuvvet oluşabilir. Bu yüzden “Sürtünme her zaman yürüyüş yönüne zıttır.” genellemesi doğru değildir.
Buzlu zeminde neden daha kolay kayarız?
Buzlu yüzeyde ayakkabı ile zemin arasındaki tutunma çoğu durumda azalır. Ayağın kaymasını önlemek için gereken kuvvet sağlanamazsa taban zemine göre hareket eder. Bu nedenle alışık olduğumuz itişi uygulamak bile kaymaya yol açabilir.
Yüzey koşullarının etkisini sürtünme kuvvetini artıran ve azaltan uygulamalar üzerinden inceleyebilirsiniz.
Statik sürtünmenin bir sınırı var mıdır?
Evet. Basit sürtünme modelinde fs ≤ μsN bağıntısı kullanılır. Burada μs statik sürtünme katsayısı, N ise normal kuvvettir.
Statik sürtünme her zaman en büyük değerinde değildir. Kaymayı önlemek için gereken değeri, sınırına kadar alabilir.
Örnek soru ve çözümü
Soru: Basitleştirilmiş bir modelde ayakkabı-zemin temasındaki normal kuvvet 400 N, statik sürtünme katsayısı 0,5’tir. Temasın kaymadan sağlayabileceği en büyük yatay sürtünme kuvveti kaçtır?
Kısa Cevap: En büyük statik sürtünme kuvveti 200 N olur.
Çözüm: fs,max = μsN = 0,5 × 400 = 200 N. Gerçekte etki eden statik sürtünme bu değerden küçük olabilir.
Yürümenin sürtünmeden yararlandığımız durumlardan biri olduğunu sürtünme kuvvetinin olumlu ve olumsuz etkileri yazısındaki diğer örneklerle karşılaştırabilirsiniz.
Açıklamalar ve Örnek Cevaplar
Ayakkabı tabanı zemine göre kaymadan yürüyorsak statik sürtünme etkilidir. Tabanın yüzey üzerinde kaydığı durumda kinetik sürtünme ortaya çıkar.
Hayır. Bunlar farklı cisimlere etki eden etki-tepki kuvvetleridir. Biri zemine, diğeri ayağa uygulanır.
Tamamen sürtünmesiz yatay bir zeminde, başka bir desteğe tutunmadan alıştığımız şekilde adım atarak ilerleyemezdik. Ayağımız zemine yatay kuvvet aktaramazdı.
Diğer etkinlik ve alıştırmalar için 11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasını inceleyebilirsiniz.