[mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer

Bericht 19-12-'05, 20:29

DuSKy

Berichten: 2

[mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Hey,

In ons handboek fysica hebben wij op het einde van ieder hoofdstuk enkele denkvraagjes staan om te kijken of de leerstof goed verwerkt is, jammer genoeg zonder oplossing.

Nu zit ik te twijfelen over de volgende de drie stellingen :

1. de wrijvingskracht is steeds tegengesteld aan de beweging van het voorwerp.

Ik denk dat deze stelling fout is, aangezien er ook situaties zijn waarbij er geen beweging is maar wel een (statische) wrijvingskracht (bvb een stilstaand voorwerp op een schuine helling).

2. wrijving zorgt altijd voor een omzetting van mechanische energie in thermische energie.

Ik zou denken dat arbeid geleverd door een wrijvingskracht altijd omgezet wordt in thermische energie, klopt dit?

3. smeermiddelen hebben maar een beperkte invloed op de grootte van rolwrijving.

Wat wordt er precies bedoeld met "rol"wrijving?

Alvast bedankt voor jullie hulp!

DuSKy
Omhoog

Bericht 19-12-'05, 20:37

TD

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Voor zover ik weet is de wrijving inderdaad steeds tegengesteld aan de beweging (indien omgekeerd zou een perpetuum mobile niet ver af zijn) maar dat moet je enigszins 'ruim opvatten'.

Wanneer de wrijvingskracht net groot genoeg is om de beweging tegen te houden dan staat het object natuurlijk stil, maar we kunnen overeenkomen dat de wrijving dan nog steeds tegengesteld is aan de richting waarin de beweging 'zou' plaatsvinden, ttz 'wenst' plaats te vinden. Beschouw het als een limietgeval, dat is het ook in zekere zin.

Wrijving kan ook voor vervorming van een object zorgen, dus omzetting in thermische energie is niet de enige mogelijkheid.

Bij drie ben ik geneigd ja te zeggen, maar ik ben ook niet helemaal zeker van de vraagstelling en 'beperkt' is natuurlijk relatief...

Maar goed, het krioelt hier ook van de fysici (zelf ben ik er geen...) dus dit zal nog wel verbeterd, aangevuld of bevestigd worden :roll:
Omhoog

Bericht 19-12-'05, 21:10

Jan van de Velde

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.275

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

1. de wrijvingskracht is steeds tegengesteld aan de beweging van het voorwerp.  

Ik denk dat deze stelling fout is, aangezien er ook situaties zijn waarbij er geen beweging is maar wel een (statische) wrijvingskracht (bvb een stilstaand voorwerp op een schuine helling).  

2. wrijving zorgt altijd voor een omzetting van mechanische energie in thermische energie.  

Ik zou denken dat arbeid geleverd door een wrijvingskracht altijd omgezet wordt in thermische energie, klopt dit?  

3. smeermiddelen hebben maar een beperkte invloed op de grootte van rolwrijving.  

Wat wordt er precies bedoeld met "rol"wrijving?
Awel, volgens mij, en ik heb de wijsheid ook niet in pacht :roll:

1: gaan we muggenziften?? Volgens mij: de wrijvingskracht is steeds tegengesteld gericht aan de resultante van de andere krachten die op een voorwerp uitgeoefend worden. Volgens KIJK-woordenboek natuurkunde: "Wrijving is een kracht tegengesteld aan de relatieve beweging van twee elkaar rakende oppervlakken".

2: ik zou denken dat wrijving nooit een arbeid kan leveren. Wrijvingskracht verplaatst niks.

3: KIJK-woordenboek natuurkunde: "Rolwrijving treedt op als een lichaam over een oppervlak rolt. Het contactoppervlak verandert daarbij voortdurend".
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270
Omhoog

Bericht 19-12-'05, 21:22

Bart

Gebruikersavatar
Berichten: 7.224

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

2: ik zou denken dat wrijving nooit een arbeid kan leveren. Wrijvingskracht verplaatst niks.
Ho ho, een wrijvingskracht die werkt op een bewegend object (dus 1 die afstand aflegt) levert wel degelijk arbeid. W = F :roll: s is namelijk niet nul. Indien de wrijvingskracht de enige kracht is op het voorwerp (denk aan een auto op de snelweg waar je het gaspedaal loslaat), dan zorgt deze arbeid ervoor dat de kinetische energie afneemt. Hetzelfde geld bij het remmen van een auto. De remschijven zorgen voor grote wrijving, waardoor de kinetische energie afneemt, maar de remschijven worden gloeiend heet!

edit: tiepvoutje
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton
Omhoog

Bericht 19-12-'05, 21:51

Jan van de Velde

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.275

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Bart schreef:
een wrijvingskracht die werkt op een bewegend object (dus 1 die afstand aflegt) levert wel degelijk arbeid. W - F  s is namelijk niet nul.
Je hebt weer eens gelijk, de kracht verplaatst niets, maar de kracht wordt wel over een zekere weg uitgeoefend...... :roll:



Wiki
Er werd ontdekt dat de hoeveelheid warmte die bij wrijving vrijkomt overeenkomt met de hoeveelheid arbeid (= kracht * afgelegde weglengte, W=F*x) van de wrijving.
Dus dat zijn dan 2 bronnen.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270
Omhoog

Bericht 20-12-'05, 00:54

DuSKy

Berichten: 2

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Wat denken anderen? :roll:
Omhoog

Bericht 20-12-'05, 11:02

Jan van de Velde

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.275

Re: [mechanica] denkvraagjes ivm wrijving

Ik denk dat we alleen nog die rolwrijving moeten verklaren, 1 en 2 zijn we wel uit. Het KIJK-woordenboekje verklaart wel wat het is, maar niet hoe het "werkt". Schweers en Van Vianen, in een oud VWO-natuurkundeboek, maken zich er makkelijk van af:
Behalve de behandelde glijdende wrijving bestaat er o.m. ook nog rollende wrijving, bijv. van wielen en in kogellagers. Deze rollende wrijving is vaak o,1 à 0,01 van de glijdende wrijving . We gaan er niet nader op in.
Ik denk dat we mogen zeggen dat die wordt veroorzaakt door de vervorming van de contactoppervlakken. Hierdoor wordt het materiaal continu vervormd. Deze vervorming lijkt elastisch, maar is dat kennelijk niet. Er treedt hysterese op bij het terugveren. Ik denk dat dit wordt veroorzaakt door atomen in het rollende materiaal (en het oppervlak waarover gerold wordt) die ten opzichte van elkaar even van positie moeten veranderen, (wrijven als het ware) waarbij warmte vrijkomt, of die even harder of in een andere richting gaan trillen(en dus warmer worden, kost energie) totdat ze weer een volgend duwtje krijgen, waarbij amplitude en/of trillingsrichting wéér veranderd worden.

Als we een fiets nemen, met harde banden, wordt het rubber van de banden maar weinig vervormd. De rolwrijving van harde banden is dan ook minder dan die van zachte banden. Ga je met harde banden over de kasseien, dan moet ook het materiaal van het frame, en het lichaam van de schokkende fietser, steeds maar inveren en terugveren.

Frol = Cf mg. In die rolwrijving zitten de massa van het rollende voorwerp en de valversnelling, die beide bepalen welke kracht op de contactoppervlakken werkt. In die frictiecoefficient moet dan verwerkt zitten de hoeveelheid materiaal die "veert", en het percentage energie dat bij het terugveren niet geheel in "terugbeweging" van het materiaal wordt omgezet, maar in warmte. Anders dan hysterese lijkt dit niet te kunnen zijn, want als je bekijkt hoeveel energie die rolwrijving kost over het leven van bijvoorbeeld een autoband, dan zou de structuur van het materiaal volgens mij over de levensduur van een band nogal heel fors moeten veranderen. Of het zou zo moeten zijn dat het materiaal, eenmaal in rust, weer stiekem energie uit de omgeving opneemt om terug in vorm te komen.....

De precieze achtergrond is me nog niet helemaal duidelijk...
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270
Omhoog
Reageer

Terug naar “Huiswerk en Practica”