Springen naar inhoud

Fw = u.Fn voorwaarde?



  • Log in om te kunnen reageren

#1

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2013 - 14:48

Is er een bepaalde voorwaarde als je de formule Fw = μ.Fn wil gebruiken?

Omdat we in de les volgend vraagstuk hebben opgelost: De blokken in de figuur hieronder zijn in rust. De massa van het blok A is 8,5 kg en van blok B is het 2,25 kg. De statische wrijvingscoëfficiënt is 0,32. Wat is de wrijvingskracht uitgeoefend op blok A?

De manier waarop het vraagstuk is opgelost snap ik, alleen we hebben geen gebruik gemaakt van de formule Fw = μ.Fn en ik vroeg me af waarom we dit niet hebben gebruikt? Eerst dacht ik dat Fn,a niet gelijk is aan Fz,a en daardoor kan je Fn,a niet gebruiken, maar in dit geval is Fn,a toch wel gelijk aan Fz,a?

Bijgevoegde miniaturen

  • wz oef 7.png

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 19 december 2013 - 15:07

Situatie 1.
Het blok ligt op een horizontale tafel. Niemand duwt of trekt er aan, je hebt alleen de zwaartekracht en de normaalkracht. Wat moet je nu met de formule Fw = μ.Fn ? Geldt de formule in deze situatie?

Situatie 2.
Het blok ligt stil op een horizontale tafel. Je trekt er aan met een kleine kracht F < μ.Fn. Wat is nu de wrijvingskracht? Geldt de formule Fw = μ.Fn in deze situatie?

Situatie 3.
Het blok wordt voortgesleept over tafel. Geldt de formule Fw = μ.Fn in deze situatie? Wat betekent het dat μ de statische wrijvingscoëfficient is?

Situatie 4.
Bedenk zelf wanneer de formule wel opgaat :) Als dat lukt begrijp je ook de betekenis van de formule. Je ziet de formule ook weleens in de vorm: Fw,max = μ.Fn. Leg uit.

Waarom gebruik je eigenlijk Fn en niet Fz in de formule van de wrijvingskracht?

Hint:

Situatie 5.
Wat gebeurt er als je een stukje van de voorpoten van de tafel afzaagt?

Veranderd door Anton_v_U, 19 december 2013 - 15:09


#3

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2013 - 15:29

Situatie 1: Als er niemand aan het blok trekt of er tegen duwt dan heb je geen wrijvingskracht.

Situatie 2: Als de kracht die je uitoefent op het blok kleiner is dan μ.Fn dan komt het blok niet vooruit. Dus dan heb je ook geen wrijvingskracht.

Situatie 3: dan geldt de formule wel en de statische wrijvingscoëfficiënt is de wrijvingscoëfficiënt als het blok nog niet in beweging is.

Situatie 4: De formule gaat enkel op als de kracht die aangelegd wordt op het blok groter is dan de wrijvingskracht.

Situatie 5: bedoel je met de voorpoten, de poten aan de linkerkant? Dan zal het blok de neiging hebben om naar de linkerkant te glijden maar dit zal tegengehouden worden door de spankracht op de touwen.

#4

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 19 december 2013 - 15:40

Situatie 1: Als er niemand aan het blok trekt of er tegen duwt dan heb je geen wrijvingskracht.

Correct (de formule geldt dan dus niet)


Situatie 2: Als de kracht die je uitoefent op het blok kleiner is dan μ.Fn dan komt het blok niet vooruit. Dus dan heb je ook geen wrijvingskracht.

Maar ik oefen een kracht uit op het blok langs het oppervlak van de tafel. Waarom gaat het blok dan niet bewegen?

Situatie 3: dan geldt de formule wel en de statische wrijvingscoëfficiënt is de wrijvingscoëfficiënt als het blok nog niet in beweging is.

Met het laatste deel ben ik het eens. De dynamische wrijvingscoëfficiënt is (normaal gesproken) lager dus de formule met de statische wrijvingscoëfficiënt gaat niet op in deze situatie.

Situatie 4: De formule gaat enkel op als de kracht die aangelegd wordt op het blok groter is dan de wrijvingskracht.

Niet helemaal, je zit wel in de richting.

Situatie 5: bedoel je met de voorpoten, de poten aan de linkerkant? Dan zal het blok de neiging hebben om naar de linkerkant te glijden maar dit zal tegengehouden worden door de spankracht op de touwen.

Neem de rechterpoten zodat de tafel schuin staat. Denk de touwen even weg. Voorspelt de formule dan iets anders dan als er Fz had gestaan i.p.v. Fn.

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44858 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2013 - 17:25

De formule klopt niet, althans niet zo algemeen als ze hier staat genoteerd.
als ze wel zou gelden is er een probleem: dit voorwerp gewoon los op tafel gezet: er zou dan ook een wrijvingskracht zijn volgens deze formule. Maar dat zou dan ook de enige horizontale kracht op het voorwerp zijn en dús zou het voorwerp moeten gaan versnellen :shock:

Ze zou moeten luiden LaTeX

Die is dan 0,32 x 8,5 x 9,81 = 26,7 N
maar trek zijdelings aan het voorwerp met een kracht kleiner dan 26,7 N, en we zien dat het voorwerp niet gaat versnellen, dat dus de nettokracht 0 moet zijn, en dat dus ongeacht onze trekkracht (tot een maximum van 26,7 N) die wrijvingskracht steeds precies even groot zal zijn als onze trekkracht, maar tegengesteld gericht.
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

#6

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2013 - 19:09

Correct (de formule geldt dan dus niet)



Maar ik oefen een kracht uit op het blok langs het oppervlak van de tafel. Waarom gaat het blok dan niet bewegen?

Met het laatste deel ben ik het eens. De dynamische wrijvingscoëfficiënt is (normaal gesproken) lager dus de formule met de statische wrijvingscoëfficiënt gaat niet op in deze situatie.

Niet helemaal, je zit wel in de richting.

Neem de rechterpoten zodat de tafel schuin staat. Denk de touwen even weg. Voorspelt de formule dan iets anders dan als er Fz had gestaan i.p.v. Fn.


Situatie 2: Het blok gaat niet bewegen omdat de kracht die je uitoefent op het blok kleiner is dan de wrijvingskracht.

Situatie 5: Of je nu Fz of Fn gebruikt dat maakt geen verschil want ze zijn even groot maar ze hebben wel een tegengestelde richting.

De formule klopt niet, althans niet zo algemeen als ze hier staat genoteerd.
als ze wel zou gelden is er een probleem: dit voorwerp gewoon los op tafel gezet: er zou dan ook een wrijvingskracht zijn volgens deze formule. Maar dat zou dan ook de enige horizontale kracht op het voorwerp zijn en dús zou het voorwerp moeten gaan versnellen :shock:

Ze zou moeten luiden LaTeX



Die is dan 0,32 x 8,5 x 9,81 = 26,7 N
maar trek zijdelings aan het voorwerp met een kracht kleiner dan 26,7 N, en we zien dat het voorwerp niet gaat versnellen, dat dus de nettokracht 0 moet zijn, en dat dus ongeacht onze trekkracht (tot een maximum van 26,7 N) die wrijvingskracht steeds precies even groot zal zijn als onze trekkracht, maar tegengesteld gericht.

Ja dat is ook de manier waarop we het vraagstuk hebben opgelost, maar hoe weet je nu wanneer je wel de formule: Fw,max = μ.Fn mag gebruiken? Enkel als je maximale wrijvingskracht hebt? Maar hoe weet wanneer dit zo is?

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44858 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2013 - 19:18

hoe weet je nu wanneer je wel de formule: Fw,max = μ.Fn mag gebruiken? Enkel als je maximale wrijvingskracht hebt?

ja

Maar hoe weet wanneer dit zo is?

wanneer het voorwerp juist begint met bewegen weet je dat je dat punt bereikt hebt. Maar die formule is dan ook alleen maar nuttig om te berekenen bij welke krachten het voorwerp nog (net) niet in beweging zal komen. Altijd fijn om te kunnen voorspellen tot welke grens voorwerpen op de plaats blijven waar jij ze hebt neergezet :D.
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

#8

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2013 - 20:48

Dus als je weet dat het voorwerp in rust is, mag dit niet gebruikt worden?

#9

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 19 december 2013 - 21:39

Situatie 2: Het blok gaat niet bewegen omdat de kracht die je uitoefent op het blok kleiner is dan de wrijvingskracht.


Kleiner dan de maximale wrijvingskracht. De wrijvingskracht is gelijk aan jouw kracht als het blok niet versnelt.

Als je de kracht laat toenemen, blijft de wrijvingskracht gelijk aan jouw kracht totdat de maximale wrijvingskracht is bereikt.

Situatie 5: Of je nu Fz of Fn gebruikt dat maakt geen verschil want ze zijn even groot maar ze hebben wel een tegengestelde richting.


En hoe zit het op een helling?

Veranderd door Anton_v_U, 19 december 2013 - 21:40


#10

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 december 2013 - 11:38

Op een helling maakt het wel een verschil aangezien de normaalkracht loodrecht op het oppervlak staat waarop het voorwerp steunt, terwijl de zwaartekracht gewoon verticaal naar beneden is gericht

#11

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 20 december 2013 - 15:56

Correct. Begrijp je nu waarom de normaalkracht in de formule voor (maximale) wrijvingskracht staat en niet de zwaartekracht?

Controle(strik)vraagje: als een blok op de helling ligt en je wilt het de helling opduwen, is de wrijvingskracht dan kleiner/groter/gelijk dan als het blok horizontaal ligt?

#12

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 december 2013 - 15:59

Correct. Begrijp je nu waarom de normaalkracht in de formule voor (maximale) wrijvingskracht staat en niet de zwaartekracht?

Controle(strik)vraagje: als een blok op de helling ligt en je wilt het de helling opduwen, is de wrijvingskracht dan kleiner/groter/gelijk dan als het blok horizontaal ligt?


Volgens mij gelijk :)

#13

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 20 december 2013 - 16:15

Volgens mij gelijk :)

Verzin zelf eens een rekenvoorbeeld. Wat is dan je conclusie?

Hint: drukt het voorwerp minder hard - even hard - harder op de ondergrond als het op een helling ligt? Wat denk je dat dit betekent voor de schuifwrijving?

#14

angel1995

    angel1995


  • >250 berichten
  • 405 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 december 2013 - 18:40

Het voorwerp zal minder hard drukken want als je de x-as volgens de helling legt dan is Fn = Fz,x en Fz,y is dan gelijk aan Fz cosθ. Dus Fn zal kleiner zijn, dus de wrijvingskracht ook? :)

#15

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 21 december 2013 - 00:02

Yep, je hebt het door.

Het beeld is belangrijk: als de helling bijna verticaal is, drukt het voorwerp nauwelijks op de helling (dat zie je ook zonder rekenen wel in) en daarom is er nauwelijks wrijving (frictie). Als je dan de formules toepast dan klopt het beeld. Eigenlijk is dat zoals het zou moeten zijn (imo) de formules en het rekenwerk zijn een sanity check voor je intuïtie.

Waarom zou je rekenen als je niet door hebt hoe het werkt?






Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures