Soru:
Bir fabrikada, birbirine temas eden iki metal dişliden oluşan bir sistem vardır. Dişliler arasındaki sürtünme kuvveti;
- Enerji kaybına
- Aşınmaya
- Isınmaya
sebep olmaktadır. Bu sistemde, bir dişli diğerine \( 150 \, \text{N} \)'luk bir kuvvet uyguluyor ve aralarındaki kinetik sürtünme katsayısı \( 0.3 \) ise, sürtünme kuvvetinin sebep olduğu güç kaybı, dişlilerin birbirine göre kayma hızı \( 2 \, \text{m/s} \) olduğunda kaç watt olur?
Çözüm:
💡 Sürtünme kuvvetinin sebep olduğu güç kaybı, sürtünme kuvveti ile hızın çarpımına eşittir. Önce sürtünme kuvvetini bulalım.
- ➡️ Birinci adım: Sürtünme kuvvetini hesaplayalım. Formülümüz \( F_{sürtünme} = \mu_k \times F_{Normal} \)'dir. Burada \( F_{Normal} = 150 \, \text{N} \) ve \( \mu_k = 0.3 \)'tür.
\( F_{sürtünme} = 0.3 \times 150 = 45 \, \text{N} \)
- ➡️ İkinci adım: Güç kaybını hesaplayalım. Güç, kuvvet çarpı hıza eşittir: \( P = F_{sürtünme} \times v \).
\( P = 45 \, \text{N} \times 2 \, \text{m/s} = 90 \, \text{W} \)
✅ Sonuç: Sürtünme, bu dişli sisteminde saniyede 90 Joule enerjinin ısıya dönüşerek boşa harcanmasına, yani 90 watt'lık bir güç kaybına neden olmaktadır.
