Contact   1044  9       

door 
  Wetenschappen  
  CLEAR  
  Edities  
  Test  
Wrijvingskracht
    17 / 23   Krachten II
 

-

Theorie Examenvragen  

Spring naar:

 

De volgende onderwerpen worden in dit hoofdstuk behandeld:

- Cirkelvormige beweging
- Universele gravitatie
- Wetten van Kepler
- Wrijvingskracht


Transcriptie van de slides

Wrijvingskracht - Krachten II - Fysica - Theorie - Toelatingsexamen arts en tandarts


Wrijvingskracht

Als we met onze fiets niet meer trappen, dus geen kracht meer zetten, vallen we stil.
Hoe komt dit?
Doordat de lucht een wrijvingskracht uitoefent en ook de grond op onze banden een wrijvingskracht uitoefent.
Als wij geen kracht meer zetten, gaan deze wrijvingskrachten ons dus vertragen tot uiteindelijk stilstand.
Als Fw (wrijvingskracht) groter is dan F (voortstuwing), dan vallen we stil. Zijn beide gelijk, dan blijven we met constante snelheid fietsen.

Wrijvingskracht

De vergelijkingen voor luchtweerstand zijn nogal complex en we gaan hier verder niet op in.
We kunnen echter wel de grootte van de wrijvingskracht, nodig om een voorwerp in beweging te brengen ten opzichte van de ondergrond, berekenen:
Hierbij is FN de normaalkracht, m is de wrijvingsfactor, deze hangt af van de materialen.
Bijvoorbeeld staal op staal: 0,60, rubber op asfalt 0,70,... Hoe kleiner het getal, hoe minder wrijving.
Fw = m . FN

Wrijvingskracht

We gaan ervan uit dat deze wrijvingskracht bij benadering gelijk is aan de wrijvingskracht bij beweging.
Dan, als we een bepaalde massa vanuit stilstand een bepaalde versnelling willen geven, welke kracht moeten we dan uitoefenen?
Dan moet F = m.a + m.FN = m.a + m.Fz = m.a + m.m.g

Op een helling met wrijving

Ook hier een voorwerp op een helling, maar deze keer met wrijvingskracht.
Beschouw de volgende figuur:
Fw = m . FN = m . m . g . cos a
Dus de kracht op het blokje langs de helling naar beneden is:
F = m . g . sin a - m . m . g . cos a
Door F te delen door m krijgen we dan de versnelling a.
Fz = m . g
m.g.sin a
FN = m.g.cos a
m.g.cos a

Een fietser in een bocht

Als een fietser met een redelijke snelheid een bocht wil nemen, moet hij schuin gaan hangen.
Het is de zijwaartse wrijvingskracht die mogelijk maakt dat de fietser de bocht kan nemen (op ijs zou hij duidelijk op de grond vallen).
De zijwaartse wrijvingskracht levert de nodige middelpuntzoekende kracht om de bocht te kunnen nemen.
De krachten zijn als in nevenstaande figuur, de fietser draait naar de rechterkant van het blad.
FN + Fw
Opmerking: Fw is de zijdelingse wrijvingskracht, in tegenstelling tot de wrijvingskracht in de richting van de voorwaartse beweging.

Een fietser in een bocht

Fz = m.g = FN
Fw = m.FN
Nu is Fw ook de middelpuntzoekende kracht.
Hieruit volgt dat de bocht die nog net genomen kan worden:
m.m.g = m.vmax2/r
En dus vmax2 = m.g.r
Dus de maximale snelheid hangt niet af van de massa, wel van de straal van de bocht: een scherpe bocht (r is klein) kan maar met een lage snelheid genomen worden.
Voor de hoek a geldt:
tan a = FN / Fw = FN / m.FN = 1/ m

Een fietser in een bocht

Men kan zo’n bocht sneller nemen als het wegdek helt, zoals bijvoorbeeld op een wielerpiste.
Doordat het wegdek een hellingshoek a heeft, draagt de normaalkracht bij aan het leveren van de nodige middelpuntzoekende kracht.

Toelatingsexamen arts en tandarts