Yuvarlanma Sürtünmesi Nedir?

Yuvarlanma sürtünmesi, düz bir çizgide düz bir yüzey üzerinde hareket eden bir küre, silindir veya tekerleğin hareketini yavaşlatan dirençli bir kuvvettir. Bu kuvvet büyük ölçüde nesnenin malzeme özelliklerinin ve temas ettiği yüzeyin sonucudur. Nesne veya yüzeydeki deformasyonlar veya düzensizlikler, ikisi arasındaki temas alanı olduğu gibi yuvarlanma sürtünmesinin büyüklüğünü etkileyen önemli faktörlerdir.

Ne kadar pürüzsüz göründüğü önemli değil, çoğu şeyin yüzeyinde ufak düzensizlikler vardır. Hareketsiz bir nesne bir yüzeye temas ettiğinde, bu düzensizlikler birbirine dayanarak harekete direnç gösterir. Bu statik sürtünmedir.

Hareketi başlatmak için bir nesneye uygulanan kuvvetin miktarı, statik sürtünmenin üstesinden gelmek için yeterli olmalıdır. Hareket halinde kalmak için hareket halindeki bir nesnenin düzensizliklerin neden olduğu direnci aşması gerekir. Bu direnç kinetik sürtünmedir.

Bir nesneyi ve yüzeyi oluşturan malzemelerin her ikisi de göreceli olarak rijit olduğunda, nesnenin biçiminde veya yüzeyin elastikiyetinde çok az deformasyon vardır. Bu durumda, yuvarlanma sürtünmesini belirleyen birincil faktörler statik veya kinetik sürtünme ve moleküler sürtünmedir. Moleküler sürtünme, yüzey düzensizliklerinin bir ürünü değil, kimyasal bağlanma ve elektriksel etkileşimlerin ürünüdür.

Daha az sert malzemeler, nesnenin veya yüzeyin etkileşimleri nedeniyle şekil veya elastik olarak deforme olmalarına izin verebilir. Bir lastik ya da basketbol gibi bir nesne patlarken deforme olabilir. Sert bir yüzey üzerinde hareket eden yumuşak bir nesnenin şeklindeki değişim, nesnenin yüzeyle temas alanını arttırır. Kinetik sürtünme artar ve yuvarlanma sürtünmesinin büyüklüğü de artar.

Bir nesnenin üzerinden geçtiği yüzey yumuşak veya elastik ise, nesne yüzeye batar ve içinden geçmesi gerekir. Bu, çiftleme etkisi olarak bilinir ve bu durumda yuvarlanma sürtünmesinin ana bileşenidir. Direniş kuvveti, nesneyle temas bölgesine eşit olarak dağılmaz. Yüzeyin deformasyonu, nesnenin hareketi yönünde en büyüktür. Bu, aslında statik sürtünmeyi ve dolayısıyla yuvarlanma sürtünmesini arttırır.

Hem nesne hem de yüzey elastik ise, ikisi arasındaki etkileşim görecelidir ve istenen bir sonuç için manipüle edilebilir. Bir nesnenin şeklini deforme etmek, yüzeyin esnekliğini daha kolay yönetilebilir hale getirebilir. Örneğin, araba lastikleri tamamen şişirilmişden daha azsa, bir aracı yumuşak kirlerden sürmek genellikle daha kolaydır.