Hətta məktəb illərində, yeddinci və ya səkkizinci sinifdə hər bir insan dinamik fizikanın yeni anlayışı - sürtünmə ilə tanış olur. Ancaq bir çoxları yetkinləşdikdən sonra sürtünmənin nə olduğunu və bu qüvvənin necə işlədiyini unudurlar. Gəlin bu mövzunu anlamağa çalışaq.
Konseptin tərifi
Sürtünmə aşağıdakı məna daşıyan hadisədir: iki cisim bir-biri ilə təmasda olduqda onların təmas yerində xüsusi qarşılıqlı təsir yaranır və cisimlərin bir-birinə nisbətən hərəkətini davam etdirməsinə mane olur. Aydındır ki, bu orqanların qarşılıqlı təsirinin dəyərini hesablamaq mümkündür. Sürtünmə qüvvəsi bu qarşılıqlı əlaqəni kəmiyyətcə xarakterizə edir. Sərt cisimlər arasında sürtünmə baş verirsə (məsələn, kitabın kitab rəfi ilə və ya almanın stolla qarşılıqlı təsiri), onda bu qarşılıqlı təsir quru sürtünmə adlanır.
Anlamaq lazımdır ki, sürtünmə elektromaqnit təbiətli qüvvədir. Bu o deməkdir ki, bu qüvvənin səbəbi bu və ya digər cismi təşkil edən hissəciklər arasındakı qarşılıqlı təsirdir.
Sürtünmə nədir?
Dünyamızda mövcud olan müxtəlif əşyalar sayəsində siz edə bilərsinizonların hər birinin öz strukturuna malik olduğunu və fərdi xüsusiyyətlərə malik olduğunu müəyyən etmək. Bu o deməkdir ki, müxtəlif maddələr arasında qarşılıqlı əlaqə fərqli olacaq. Fizikada bir çox problemlərin mahiyyətini düzgün başa düşmək və bacarıqlı həll etmək üçün üç növ sürtünməni şərti olaraq ayırmaq adətdir. Beləliklə, hər birini ayrıca təhlil edək:
- Birinci sürtünmə iki cismin nisbi hərəkəti olmadıqda baş verən statik sürtünmədir. Onun nümunələrini hər yerdə görə bilərik, çünki bu sürtünmənin yaratdığı qüvvə cisimləri tarazlıqda saxlayır. Məsələn, hərəkət edən konveyer lentindəki mallar, divara vurulmuş mismar və ya yerdə dayanan şəxs.
- Sürüşmə sürtünməsi şərti olaraq ikinci sürtünmədir. Sürüşmənin qiyməti aşağıdakı kimi müəyyən edilir: tarazlıq vəziyyətində olan cismə statik sürtünmə qüvvəsindən böyük qüvvə tətbiq edildikdə, sürüşmə sürtünmə qüvvəsi hərəkətə başlayır və cisim hərəkət edir.
- Və nəhayət, biri digərinin səthi üzərində yuvarlanan iki cismin qarşılıqlı təsirini izah edən yuvarlanan sürtünmə. Yuvarlanan və sürüşmə sürtünməsinin fərqi onunla izah olunur ki, hər hansı bir hərəkətlə bədənin sahələri təmas səthinin uzunluğu boyunca yerdəyişir və qırılan molekullararası bağlar əvəzinə yeniləri əmələ gəlir. Təkər sürüşmədən yuvarlandıqda, təkər hissələri qaldırıldıqda molekulyar bağlar sürüşmə ilə müqayisədə daha sürətli qırılır. Belə çıxır ki, yuvarlanan sürtünmə qüvvəsi sürüşmə qüvvəsindən azdır.
Sürtünməni harada və necə istifadə etmək olar?
Sürtünməəvəzolunmaz bir fenomen, onsuz biz elementar şeylər edə bilməyəcəyik: gəzmək, oturmaq və ya sadəcə əlimizdə əşyalar tutmaq. Buna görə də, sürtünmənin əhəmiyyətini qiymətləndirməyin. Fransız fiziki Guillaume'un dediyi kimi: "Əgər sürtünmə olmasaydı, Yerimiz tək bir pürüzsüz olardı, maye damlası kimi olardı."
Bəlkə də sürtünməni ən dəqiq səciyyələndirən ən yaxşı nümunə təkərin işləməsidir. Antik dövrdə belə, yuvarlanan sürtünmə qüvvələrinin sürüşmə sürtünmə qüvvələrindən çox az olduğu müşahidə edilmişdir. Məhz yuvarlanan sürtünmənin danılmaz faydaları insanların ağır və həcmli yükləri daşımaq üçün loglar və ya rulonlar qoymasına səbəb oldu. Zaman keçdikcə insanlar yuvarlanan sürtünmənin heyrətamiz xüsusiyyətləri haqqında biliklərini təkmilləşdirdilər, sürtünmə qüvvələrinin təsiri altında cisimlərin hərəkətini müşahidə etdilər və nəhayət, təkər icad etdilər! Müasir dünyada həyatı bu əvəzolunmaz hissələrsiz təsəvvür etmək mümkün deyil, çünki təkərlər istənilən nəqliyyatın ikinci “mühərriki”dir!
Sürtünmə qüvvəsinin dəyərini necə hesablamaq olar?
Hər hansı digər qüvvə kimi, sürtünmə qüvvəsi də tam ədədlərə malikdir. Hərəkət və ya digər iş növləri üçün nə qədər qüvvə tələb olunduğunu dəqiq müəyyən etmək üçün statik sürtünmə qüvvəsini hesablamaq lazımdır. Mühəndislər bunu adətən, məsələn, fabriklər tikərkən və ya yeni cihazlar ixtira etdikdə edirlər. Bununla belə, hətta adi məktəblilər də sürtünmə qüvvəsini hesablamaq tələb olunduğu yerlərdə müəyyən vəzifələrlə üzləşirlər. Beləliklə, hesablamaq üçündəyər, sadəcə sadə düsturdan istifadə etməlisiniz: Ffriction=KN, burada k sürtünmə əmsalıdır. Bütün əmsalların dəyəri həmişə bədənin hərəkət etdiyi və ya qarşılıqlı əlaqədə olduğu obyektin səthindən asılıdır. Düsturumuzda "N" dəstəyin bədənə olan reaksiya qüvvəsini bildirir. Bu, ilk növbədə dəstəyin səthi ilə təmasda olan bədənin kütləsindən asılıdır.
Məsələdəki qüvvənin dəyərini hesablayın
Fərz edək ki, kütləsi m=3 kq olan cisim üfüqi lövhədədir. Taxta taxta ilə gövdə arasında sürtünmə əmsalı 0,3-dür. Sürtünmə qüvvəsinin qiymətini necə tapmaq olar? Çox sadədir, sizə lazım olan tək şey dəyərlərimizi düstura daxil etməkdir. Sadəcə nəzərə almaq lazımdır ki, bu halda N bədənin çəkisinə bərabərdir (Nyutonun 3-cü qanununa görə). Beləliklə, istədiyiniz qüvvə (mg)k=(3 kq10 m/s2)0, 3=9 H.
