Soru:
Bir marangoz, ahşap bir yüzeyi 80 N'luk bir kuvvetle iterek 4 metre ilerletiyor. Yüzey ile cisim arasındaki kinetik sürtünme katsayısı \( \mu_k = 0.25 \) ve cismin ağırlığı 200 N'dir. Marangozun yaptığı işin ne kadarı sürtünme kuvvetini yenmek için harcanmıştır? (\(g = 10 \ m/s^2\) alınız.)
Çözüm:
💡 Sürtünme kuvvetini yenmek için harcanan iş, aslında "kayıp iş"tir ve ısıya dönüşür. Bu, sürtünmenin olumsuz yönlerinden biridir.
- ➡️ Adım 1: Sürtünme Kuvvetini Hesaplama
Sürtünme Kuvveti (\(F_{sürtünme}\)) = Sürtünme Katsayısı (\( \mu_k \)) x Dik Tepki Kuvveti (\(F_N\))
\(F_N\) = Cismin Ağırlığı = 200 N
\(F_{sürtünme} = 0.25 \times 200 = 50 \ N\)
- ➡️ Adım 2: Sürtünmeye Harcanan İşi Hesaplama
İş = Kuvvet x Yol
Sürtünmeye Harcanan İş (\(W_{sürtünme}\)) = \(F_{sürtünme} \times x\)
\(W_{sürtünme} = 50 \ N \times 4 \ m = 200 \ J\)
- ➡️ Adım 3: Toplam İşi Bulma
Marangozun Yaptığı Toplam İş (\(W_{toplam}\)) = \(80 \ N \times 4 \ m = 320 \ J\)
- ➡️ Adım 4: Oranı Belirleme
Sürtünmeye Harcanan İş / Toplam İş = \(200 \ J / 320 \ J = 0.625\)
Yani işin %62.5'i sadece sürtünme kuvvetini yenmek için harcanmıştır.
✅ Sonuç: Marangozun harcadığı enerjinin büyük bir kısmı (%62.5) sürtünme kuvvetinin olumsuz etkisi nedeniyle ısıya dönüşerek boşa gitmiştir.
