Sürtünme kuvvetinin olumsuz yönleri (Zararları)

Bir marangoz, ahşap bir yüzeyi \( 20 \, \text{N} \) kuvvetle iterek zımparalıyor. Zımpara kağıdı ile ahşap yüzey arasındaki kinetik sürtünme katsayısı \( 0.8 \)'dir. Sürtünme, bu işlem sırasında hem zımpara kağıdının daha çabuk aşınmasına (ömrünün kısalmasına) hem de iş yapmak için harcanan enerjinin bir kısmının ısıya dönüşerek israf olmasına neden olur. Buna göre, sürtünmeden dolayı ısıya dönüşen güç, marangop saniyede \( 0.5 \, \text{m} \) kaydırma yaparsa kaç watt olur?

💡 Burada sürtünmenin iki olumsuz etkisini görüyoruz: malzeme aşınması ve enerji kaybı. Enerji kaybını (gücü) bulmak için sürtünme kuvveti ve hız gereklidir.

• ➡️ Birinci adım: Sürtünme kuvvetini bulalım. Normal kuvvet, uygulanan itme kuvvetine eşittir (\( F_N = 20 \, \text{N} \)).
  \( F_{sürtünme} = \mu_k \times F_N = 0.8 \times 20 \, \text{N} = 16 \, \text{N} \)
• ➡️ İkinci adım: Isıya dönüşen gücü hesaplayalım. Güç = Sürtünme Kuvveti x Hız.
  \( P = F_{sürtünme} \times v = 16 \, \text{N} \times 0.5 \, \text{m/s} = 8 \, \text{W} \)

✅ Sonuç: Zımparalama işlemi sırasında, sürtünme nedeniyle saniyede 8 Joule enerji ısıya dönüşerek boşa harcanmaktadır. Bu, enerji verimliliğini düşüren ve aynı zamanda zımpara kağıdının hızla aşınarak ömrünü tüketen bir durumdur.