Sürtünme kuvvetinin olumsuz yönleri (Zararları)

Bir bisiklet sürücüsü, düz yolda \( 18 \, \text{km/sa} \) hızla giderken hareketine direnen toplam sürtünme kuvveti (hava direnci + mekanik sürtünme) \( 40 \, \text{N} \)'dur. Sürtünme kuvveti, bisikletin mekanik aksamlarında (zincir, dişliler, vb.) aşınmaya ve enerji kaybına yol açar. Sürücü bu hızı sabit tutmak için sürtünmeye karşı sürekli pedal çevirmek zorundadır. Buna göre, sürücü 30 dakika boyunca bu hızla giderse, sürtünme kuvvetlerinin yol açtığı toplam enerji kaybı kaç kilojoule olur?

💡 Sürtünme, bisiklet sürücüsünün daha fazla efor harcamasına neden olur ve bu enerji ısı ve ses olarak kaybolur. Toplam enerji kaybını bulmak için harcanan gücü ve zamanı kullanacağız.

• ➡️ Birinci adım: Hızı m/s cinsine çevirelim.
  \( 18 \, \text{km/sa} = \frac{18}{3.6} = 5 \, \text{m/s} \)
• ➡️ İkinci adım: Sürtünmeye karşı harcanan anlık gücü bulalım.
  \( P = F_{sürtünme} \times v = 40 \, \text{N} \times 5 \, \text{m/s} = 200 \, \text{W} \) (Saniyede 200 Joule)
• ➡️ Üçüncü adım: Zamanı saniyeye çevirelim ve toplam enerjiyi hesaplayalım.
  \( 30 \, \text{dakika} = 30 \times 60 = 1800 \, \text{s} \)
  \( E = P \times t = 200 \, \text{W} \times 1800 \, \text{s} = 360000 \, \text{J} \)
• ➡️ Dördüncü adım: Joule'ü kilojoule'e çevirelim.
  \( 360000 \, \text{J} = 360 \, \text{kJ} \)

✅ Sonuç: Bisiklet sürücüsü, sürtünme kuvvetlerine karşı koymak için 30 dakikada 360 kJ enerji harcamıştır. Bu enerji, bisikletin mekanizmalarındaki aşınmayı artırırken, aynı zamanda sürücünün kaslarından boş yere harcanan ekstra enerjidir.