Sürtünme, hareket eden bir cismin başka bir cismin hareketine karşı gösterdiği dirençtir. Yerçekimi veya elektromanyetizma gibi temel bir kuvvet olarak ele alınmaz. Bilim insanları bunun, birbirine temas eden iki yüzeydeki yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik çekimin sonucu olduğuna inanıyorlar.
Bilim insanları, Zemin Mekaniği kitabına göre 1400’lerde sürtünmeyi yöneten yasaları bir araya getirmeyi başardılar. Ancak etkileşimler çok karmaşık olduğundan, farklı durumlarda sürtünme kuvvetini karakterize etmek tipik olarak deneyler gerektiriyor ve yalnızca denklemlerden veya yasalardan türetilemez.
Sürtünmeyle ilgili her genel kural için bir o kadar istisna vardır. Örneğin, birbirine sürtünen iki pürüzlü yüzey (zımpara kâğıdı gibi) bazen daha fazla sürtünmeye sahipken, tüm yüzey parçacıklarından dikkatlice temizlenmiş çok düzgün cilalanmış malzemeler (cam plakalar gibi) aslında birbirine çok güçlü bir şekilde yapışabilir.
Sürtünme Türleri
The Physics Teacher dergisine göre iki ana sürtünme türü vardır: statik ve kinetik. Statik sürtünme birbirine göre hareket etmeyen iki yüzey arasında işlerken, kinetik sürtünme hareket halindeki nesneler arasında meydana gelir.
Sıvılarda sürtünme, viskozite olarak da bilinen bir sıvının hareketli katmanları arasındaki dirençtir. Dysphagia dergisine göre genel olarak daha viskoz sıvılar daha kalındır, bu nedenle bal sudan daha fazla sıvı sürtünmesine sahiptir.
Katı bir malzemenin içindeki atomlar da sürtünme yaşayabilir. Örneğin, katı bir metal blok sıkıştırılırsa, malzemenin içindeki tüm atomlar hareket ederek iç sürtünme oluşturur.
Amerikan Fizik Derneği’ne göre doğada tamamen sürtünmesiz hiçbir ortam yoktur: Derin uzayda bile, küçük madde parçacıkları etkileşime girerek sürtünmeye neden olabilir.
Sürtünme Katsayısı
Physical Review Letters dergisine göre, birbirine karşı hareket eden iki katı nesne kinetik sürtünmeye maruz kalır. Bu durumda, sürtünme, iki nesne arasında ortaya çıkan kuvvetin bir miktarıdır (miktar, deneylerle belirlenen, sürtünme katsayısı adı verilen bir sayı ile belirleniyor). Genel olarak kuvvet, temas alanından bağımsızdır ve iki nesnenin ne kadar hızlı hareket ettiğine bağlı değildir.
Sürtünme sabit nesnelerde de etkilidir. Statik sürtünme, nesnelerin hareket etmesini önler ve genellikle aynı iki nesnenin birbirlerine göre hareket ederken maruz kaldıkları sürtünme kuvvetinden daha yüksektir. Statik sürtünme, eğimli bir yüzeydeki bir kutunun aşağı kaymasını engelleyen şeydir.
Sürtünme Uygulamaları
Sürtünme birçok günlük süreçte önemli bir rol oynar. Örneğin, Amerikan Kimya Derneği’ne göre, iki nesne birbirine sürtündüğünde, sürtünme hareket enerjisinin bir kısmının ısıya dönüşmesine neden olur. Bu nedenle iki çubuğu birbirine sürtmek sonunda ortaya ateş çıkmasına neden olur.
Sürtünme, bisiklet dişlileri ve diğer mekanik parçalardaki aşınma ve yıpranmadan da sorumludur. Bu nedenle, Journal of Mechanical Design’a göre, hareketli parçalar arasındaki sürtünmeyi (ve aşınmayı ve yıpranmayı) azaltmak için sıklıkla yağlayıcılar veya sıvılar kullanılır.
EK KAYNAKLAR
Astronot Paul Richards‘tan uzayda sürtünmenin nasıl işlediği hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz. Ek olarak, farklı sürtünme türleri hakkında daha fazla bilgiyi World Atlas‘tan bu makalede okuyabilirsiniz.