Yürümemizi sağlayan kuvvet nedir?
Soru: Yürürken neden kaymayız?
Kısa Cevap: Yeterli tutunma bulunduğunda ayak ile yer arasındaki statik sürtünme kaymayı önler. Yürüyüşün itiş aşamasında bu kuvvet ileri yönlüdür ve ilerlemeye yardımcı olur.
Detaylı Cevap: Ayağımızı yere basıp zemini geriye doğru ittiğimizde zemin de ayağımıza ileri yönlü kuvvet uygular. Bu karşılıklı etkileşim Newton’un üçüncü yasasıyla açıklanır. Taban yere göre kaymadan kuvvet aktarabiliyorsa yatay temas kuvveti statik sürtünmedir.
Yürüyen kişide neden statik sürtünme vardır?
Sürtünmenin türü belirlenirken kişinin hareket ediyor olmasına değil, temas yüzeylerinin birbirine göre kaymasına bakılır. Gövde ilerlerken yere basan ayakkabı tabanı zemin üzerinde kaymıyorsa statik sürtünme etkilidir.
Bu nedenle “Hareket eden kişide mutlaka kinetik sürtünme vardır.” ifadesi doğru değildir.
Sürtünme hareketi kolaylaştırabilir mi?
Evet. Adımın itiş bölümünde ayağın geriye kayma eğilimine karşı oluşan kuvvet ileri yönlüdür. Böylece sürtünme ilerlemeyi destekler.
Ancak yürüyüşün her anında kuvvet ileri yönelmez. Ayağın yere basma ve itiş aşamalarında yatay kuvvetin yönü değişebilir. İncelenen aşama belirtilerek değerlendirme yapılmalıdır.
Kuvvetlerin karşılıklı etkisini Newton yasaları ve etki-tepki örneklerinde inceleyebilirsiniz.
Kaygan yüzeyde yürümek neden zorlaşır?
Ayakkabı ile yüzey arasındaki statik sürtünme katsayısı azaldığında sağlanabilecek en büyük tutunma kuvveti de azalabilir. İtiş sırasında gereken kuvvet bu sınırı aşarsa ayak zemine göre kaymaya başlar.
Tabanın malzemesi, yüzeyin durumu ve aradaki su veya yağ gibi maddeler tutunmayı etkileyebilir. İlgili örnekler için sürtünmeyi artırma ve azaltma uygulamalarına bakabilirsiniz.
Çözümlü örnek
Soru: Ayakkabı-zemin temasındaki normal kuvvetin 300 N, statik sürtünme katsayısının 0,4 olduğu kabul ediliyor. Bu temasın sağlayabileceği en büyük statik sürtünme kuvvetini bulunuz.
Kısa Cevap: En büyük statik sürtünme 120 N olur.
Çözüm: fs,max = μsN = 0,4 × 300 = 120 N bulunur. Bu modelde 80 N yatay sürtünme gerekiyorsa temas bunu kaymadan sağlayabilir; gereken değer 120 N sınırını aşarsa kaymadan temas sürdürülemez.
Etki ve tepki kuvvetleri neden birbirini dengelemez?
Ayağın zemine uyguladığı kuvvet zemine, zeminin ayağa uyguladığı kuvvet ise kişiye etki eder. Farklı cisimlerde bulundukları için kişinin kuvvet diyagramında birbirlerini yok etmezler.
Diğer çalışmalar için 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları ana sayfasına ulaşabilirsiniz.