Statische wrijvingkracht versus dynamische wrijvingskracht

Statische wrijvingen Wikipedia

In de natuurkunde is statische wrijving de weerstand die ontstaat als twee oppervlakken die tegen elkaar aan gedrukt worden, een kracht langs het oppervlak ondergrond, voordat ze in beweging komen.

In de video vormen de zwaartekracht en de normaalkracht de twee krachten die twee objecten tegen elkaar aan drukken.

Statisch wil zeggen: stilstaand

Dynamische wrijvingskracht Wikipedia

Dynamische wrijving is het verschijnsel dat bij contact tussen twee lichamen een kracht nodig is om het ene lichaam ten opzichte van het andere te bewegen.

m_blok = 7 kg

m_emmer = 2,17 kg

F_{w stat}, de statische wrijvingskracht in de video bedraagt 21,25 N

F_{w dyn}, De dynamische in de video bedraagt 13,15 N

In de video kon je zien dat het blok flink versnelde nadat er genoeg kracht op het touw werd uitgeoefend om de statische wrijvingskracht te overwinnen. Vanaf het moment dat het blok in beweging komt, daalt de wrijvingskracht van F_{w stat} naar F_{w dyn}, dus van 21,25 N naar 13,15 N. Maar het gewicht in de emmer veranderde daarbij niet.

Hoewel we de versnelling van het blok niet hebben gemeten, moet het mogelijk zijn om met bovenstaande gegevens de versnelling van het blok te berekenen.

• De accelleratiekracht bedraagt F_{w stat} - F_{w dyn} = 21,25 N - 13,15 N = 8,10 N
• De spankracht in het koord veroorzaakt door m_blok bedraagt: F_sb = F_w + m_blok x A = 8,10 N + 7 kg x A
• De spankracht in het koord veroorzaakt door m_emmer bedraagt: F_se = F_z - m_emmer x A = m_emmer x g - m_emmer x A = 2,17 kg x 9,81 N/kg - 2,17 kg x A
• F_sb = F_se => 
  • 8,10 N + 7 kg x A = 2,17 kg x 9,81 N/kg - 2,17 kg x A <=> 
  • 8,10 N - 2,17 kg x 9,81 N/kg = - 2,17 kg x A - 7 kg x A <=>
  • 13,19 N = - 9,17 kg x A
  • <=> A = 1,44 m/s²

COACH

Onlangs hadden we een coach training. Tijdens deze training gebruikte ik mijn opstelling hierboven, aangevuld met een krachtmeter. Helaas deed ik nog geen positiemeting. Wat bleek nu? Zodra er genoeg gewicht in de emmer zit om boven de de statische wrijvingskracht uit te komen en het blok in beweging te brengen, daalt de kracht in het koord om vervolgens op een lager niveau en neer te gaan jojo-en. 

Dit effect wordt waarschijnlijk veroorzaakt door het feit dat dit polyester koord functioneert als een veer. Dit lijkt me een leuke uitdaging voor Coach modelling. Dat is dus werk in uitvoer!