Sürtünme kuvveti ve enerji

Bir topu düz bir zeminde ittiğinizde top hareket eder. Belli bir mesafeyi aldıktan sonra yuvarlanan top yavaşlar ve bir süre sonra durur. 

Temas hâlindeki yüzeyler arasında hareketi engelleyici bir kuvvet vardır. Cismin kinetik enerjisinde azalmaya neden olan bu kuvvet sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvvetinin hareketle zıt yönlü olduğunu ve hareketi yavaşlattığını önceki sınıflarda öğrenmiştiniz. Sürtünme kuvveti, hareketi yavaşlatır dolayısıyla sürati azalan cismin kinetik enerjisinde azalmaya neden olur.

Oyuncak araba ile masa yüzeyi arasında oluşan sürtünme kuvveti, arabanın yavaşlayarak durmasına neden olmuştur. Araba paspas üzerinde hareket ettiğinde ise sürtünme kuvveti artmıştır. Bunun sonucunda arabanın sürati azalarak kinetik enerjisinde azalma meydana gelmiştir.

Bir bisikletin frenine bastığınızda tekerlek ile fren pabuçları birbirine temas eder ve bunlar arasındaki sürtünme artar. Sürtünme kuvvetinin artması sonucu bisikletin sürati azalır. Dolayısıyla bisikletin kinetik enerjisinde azalma olur.

Sürtünme kuvveti sadece katı yüzeyler arasında oluşmaz. Sudaki vapur ve havadaki helikopter de sürtünme kuvvetine maruz kalmaktadır. Cisimler ile havayı oluşturan tanecikler arasındaki temas sonucu oluşan sürtünme kuvvetine, hava direnci adı verilir. Hava direnci, hava ortamında hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırır ve cisimlerin yavaşlamasına neden olur. Paraşütle atlayan bir paraşütçü hava direnci ile karşılaşır. Kinetik enerjisindeki azalma sayesinde yere güvenli bir şekilde iniş gerçekleştirir.

Havanın cisimlere direnç uygulaması gibi su da cisimlere bir direnç uygular. Su içerisindeki cisimlerin hareketini zorlaştıran bu direnç kuvvetine, su direnci adı verilir. Kayığa bindiğinizde kürek çekerken zorlanırsınız. Bunun nedeni su direncinin küreğin hareketini yavaşlatmasıdır. Bu örnekten anlaşılacağı gibi su direnci de kinetik enerjide azalmaya neden olur.