Aşağıdaki durumlardan hangisinde sürtünme kuvvetinin kinetik enerjiyi azaltıcı etkisi en azdır?
A) Buz üzerinde kayan patenci
B) Asfalt yolda giden araba
C) Halı üzerinde itilen kutu
D) Kumlu zeminde yürüyen insan
Sevgili öğrenciler, bu soruda sürtünme kuvvetinin kinetik enerjiyi azaltıcı etkisinin en az olduğu durumu bulmamız isteniyor. Kinetik enerji, hareket eden cisimlerin sahip olduğu enerjidir ve sürtünme kuvveti, hareketin tersi yönde etki ederek bu enerjiyi ısıya dönüştürür ve cismin yavaşlamasına neden olur. Yani, sürtünme kuvveti ne kadar az olursa, kinetik enerjinin azalması da o kadar yavaş olur.
- Sürtünme Kuvveti Nedir? Sürtünme kuvveti, birbirine temas eden iki yüzey arasında, hareket etmeye veya hareket etmeye zorlanan cisimlerin hareketini zorlaştıran kuvvettir. Yüzeylerin pürüzlülüğü ve temas eden cisimlerin ağırlığı sürtünme kuvvetini etkiler. Sürtünme kuvveti ne kadar az olursa, cisim o kadar kolay hareket eder ve kinetik enerjisini o kadar yavaş kaybeder.
- Seçenekleri İnceleyelim:
- A) Buz üzerinde kayan patenci: Buz, bilinen en düşük sürtünme katsayısına sahip yüzeylerden biridir. Paten bıçakları ile buz arasındaki sürtünme çok azdır. Bu durum, patencinin çok az enerji kaybederek uzun süre kayabilmesini sağlar. Dolayısıyla, kinetik enerjiyi azaltıcı etkisi en az olan durum budur.
- B) Asfalt yolda giden araba: Asfalt yollar, araçların yol tutuşunu sağlamak için yüksek sürtünme katsayısına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, özellikle fren yaparken veya viraj alırken önemlidir. Ancak hareket halindeyken de tekerlekler ile asfalt arasında önemli bir sürtünme kuvveti oluşur ve kinetik enerjiyi azaltıcı etkisi fazladır.
- C) Halı üzerinde itilen kutu: Halı yüzeyi oldukça pürüzlüdür. Bir kutuyu halı üzerinde itmeye çalıştığınızda, halının lifleri ile kutunun tabanı arasında yüksek bir sürtünme kuvveti oluşur. Bu da kinetik enerjinin hızla azalmasına neden olur.
- D) Kumlu zeminde yürüyen insan: Kumlu zemin, hem yumuşak hem de tanecikli yapısıyla yüksek bir sürtünme direnci gösterir. Kumda yürümek veya bir şeyi itmek oldukça zordur çünkü kum tanecikleri hareket etmeye karşı önemli bir direnç oluşturur. Bu da kinetik enerjiyi azaltıcı etkinin oldukça fazla olduğunu gösterir.
- Karşılaştırma: Yukarıdaki durumlardan buz yüzeyi, diğerlerine göre çok daha az pürüzlüdür ve sürtünme kuvveti en düşüktür. Sürtünme kuvveti en az olduğunda, kinetik enerjiyi azaltıcı etki de en az olacaktır.
Bu nedenle, sürtünme kuvvetinin kinetik enerjiyi azaltıcı etkisinin en az olduğu durum buz üzerinde kayan patencidir.
Cevap A seçeneğidir.
