BÖLÜM 5 SÜRTÜNME Sürtünme bir cimin temas halindeki başka

BÖLÜM 5
SÜRTÜNME
Sürtünme bir cimin temas halindeki başka bir cismin veya yüzeyin üzerinde hareketini
engellemeye çalışan direnç kuvvetidir. Bu kuvvet temas yüzeyine paraleldir ve yönü harekete
veya muhtemel harekete zıt yöndedir.
İki tip sürtünme vardır:
1. Sıvı sürtünme: Temas halindeki yüzeyler birbirinden akışkan bir sıvı veya gazla
ayrılmışlardır. Bu konu akışkanlar mekaniğinin konusudur.
2. Kuru sürtünme: Yağlayıcı bir akışkanın olmadığı yüzeylerin sürtünmesidir.
•
•
•
Statik sürtünme kuvveti: Statik denge korunuyorsa,
Sınır sürtünme kuvveti: Sürtünme kuvveti maksimum Fs değerine varıyorsa,
Kinetik sürtünme kuvveti: Kayma meydana gelmişse söz konusu olabilir.
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Wx = Ph
Ph
W
a
x≤
2
Devrilme eşiği :
x=
x=
a
2
µs – statik sürtünme katsayısı
φs =tan-1(Fs/N)= tan-1(µs N/N)= tan-1(µs)
Bazı yüzeyler arası statik sürtünme katsayıları:
1.
2.
3.
4.
5.
Malzeme
Metal-Buz
Tahta-Tahta
Deri-Tahta
Deri-Metal
Aluminyum-Aluminyum
Statik sürtünme katsayıları
0.03 - 0.05
0.30 - 0.70
0.20 - 0.50
0.30 - 0.60
1.10 - 1.70
Kuru sürtünmenin özellikleri
1. Sürtünme temas yüzeyine teğettir.
2. Relatif harekete ters yöndedir.
3. Maksimum statik sürtünme kuvveti sürtünen alandan bağımsızdır.
4. Maksimum statik sürtünme kuvveti dinamik sürtünme kuvvetinden genelde büyüktür.
5. Hareketten az önce Fs = µ s N formülü geçerlidir.
6. Hareketten sonra Fk = µk N formülü geçerlidir.
7. Devrilme olayı göz önünden kaçırılmamalıdır.
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek:
FA ≤ 0.3 N A
FC ≤ 0.5 N C
Hareketten hemen önceki durum
Örnek: Hareketten hemen önceki koşul
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek: Devrilmeme koşulu
Kuvvet Dengesi :
W =N
P=F
Moment Dengesi :
Wx = Ph
Problem Çözmede Presedür:
1. Serbest Cisim Diyagramları çizilir.
2. İlk olarak Fs = µ s N olarak farzedilmez.
3. Sürtünme kuvvetleri bilinmeyenler cinsinden yazılır.
4. Bilinmeyenlerin sayıları belirlenir. Denge denklemlerinin yeterliliği araştırılır.
5. Bilinmeyen sayısı denklem sayısından fazla ise Fs = µ s N denklemi ihtiyaca göre bazı
yüzeylerde veya tüm yüzeylerde uygulanır.
6. Fs ’nin doğru yönlendirilip yönlendirilmediği kontrol edilir.
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek Problem 5.1.
20 kg ağırlığındaki kasa şekildeki gibi
itiliyor. Denge için sürtünme kuvvetini,
yerden gelen tepkiyi. Ve sürtünme
kuvvetinin
bileşkesinin
bulunması
gereken yeri bulunuz.
ÇÖZÜM:
Üç bilinmeyen ve üç denge denklemimiz var.
O halde:
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek Problem 5.2.
Yandaki sistemin görüldüğü
başlaması için µ s ne olmalıdır?
konumda
ÇÖZÜM
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
harekete
Örnek Problem 5.3
Yandaki sistemin hareketsiz kalabilmesi için W1
ağırlığı hangi aralıkta olmalıdır.
ÇÖZÜM
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek Problem 5.4
Yandaki sistemde herhangibir bloğun
kaymadan dayanabileceği P değerini bulunuz.
ÇÖZÜM:
∑ Fx = 0
∑ Fy = 0
FA − TDE = 0
N B − 250 − N A = 0
FA = µs1N A = 0.25 N A
TDE = 0.25 N A
∑ Fy = 0
N A − 150 = 0
N A = 150
N B = 400
∑ Fx = 0
P − FA − FB = 0
P = µs1N A + µs2 N B
P = 157.5 lb
TDE = 0.25 N A = 37.5
∑ Fx = 0
∑ Fy = 0
FA − TDE = 0
N C − 250 − 300 − N A = 0
FA = µs1N A = 0.25 N A
TDE = 0.25 N A
∑ Fy = 0
N A − 150 = 0
N A = 150
N C = 700
∑ Fx = 0
P − FA − FC = 0
P = µs1N A + µs3 N C
P = 212.5 lb
TDE = 0.25 N A = 37.5
157.5 lb < 212.5 lb
Durum 1 seçilir.
Pmax = 157.5 lb
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall
Örnek:
Örnek:
Örnek:
Bu sunumun hazırlanılmasında yararlanılan kaynak: Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics,9e, Prentice Hall