wrijvingskracht, formule W = F x s

Mariel stelde deze vraag op 19 juni 2006 om 17:44.

Heey,

ik heb twee kleine vraagjes:

1. Bestaan er formules om de wrijvingskracht te berekenen, zo nee, hoe doe je dat dan zonder formule?

2. In de formule W = F x s, als je daar negatieve arbeid hebt, moet je dan een - voor de arbeid plaatsen, of voor de kracht, ofzo? In het boek laten ze het soms weg, maar nu heb ik ook een opgave gevonden waar ze de min wel voor de arbeid zetten?!?!

Groetjes Mariel

Reacties

Jaap op 19 juni 2006 om 19:45

Dag Mariel of Mariël,

1 Formule voor wrijvingskracht
Als een voorwerp met een redelijke snelheid door een gas of een vloeistof beweegt, voldoet de wrijvingskracht Fw (in N) bij benadering aan Fw=½×ρ×cw×A×v² met ρ is de dichtheid van het gas of de vloeistof (in kg/m³), cw is de wrijvingscoëfficiënt (eenheidloos, hangt af van de vorm van het voorwerp), A is het frontale oppervlak (in m², dit is het oppervlak "waar je tegenaan kijkt" als het voorwerp op je af komt) en v is de snelheid van het voorwerp (in m/s). Deze formule geldt ook voor de luchtweeerstand op een fietser of auto.
Bij een rollend voorwerp komt daar nog bij: de rolweerstand. Daarvoor ken ik geen formule.
Als het voorwerp met een zeer kleine snelheid door het gas of de vloeistof beweegt, is Fw recht evenredig met v in plaats van met v²; met een andere evenredigheidsconstante.
Als een vast lichaam over een vaste ondergrond schuift, geldt Fw=f×Fn met f is de schuifwrijvingscoëfficiënt (eenheidloos, hangt af van de materialen waaruit het voorwerp en de ondergrond bestaan) en Fn is de normaalkracht van de ondergrond op het voorwerp (in N; in eenvoudige situatie met horizontale ondergrond is Fn even groot als de zwaartekracht Fz=m×g op het voorwerp).

2 Negatieve arbeid
Tja, "ze" gaan soms slordig om met dat minteken. Als de resulterende kracht een component heeft die gericht is tegen de richting van de verplaatsing s in, is de arbeid negatief.
In zo'n geval kun je als formule noteren W=−Fres×s en positieve waarden voor Fres en s invullen.
Of je noteert W=Fres×s en je vult voor Fres een negatieve en voor s een positieve waarde in.
In Nederland wordt vanaf klas vwo-4 wel gebruikt W=Fres×cos(alfa) met positieve waarden voor Fres en s; alfa is de hoek tussen de vector Fres en de vector s. Indien alfa tussen 90 en 180° is (de resulterende kracht wijst min of meer tegen de verplaatsing in), is cos(alfa) negatief.
Op elk van deze drie manieren krijg je voor de arbeid een negatief getal. Docenten verschillen, maar wat mij betreft is de hoofdzaak dat je duidelijk en consequent bent.

Groeten, Jaap Koole

jaap op 19 juni 2019 om 20:09
Een bal met een massa van 230 g wordt vanaf de grond recht omhoog gegooid. De bal bereikt hierbij een hoogte van 15 m, valt daarna naar beneden en komt weer op de grond terecht. Door de luchtwrijving die de bal onderweg ondervindt is de snelheid waarmee de bal op de grond komt is lager dan de snelheid waarmee hij omhoog is gegooid. Er is hierbij een energie van 0,55 J verloren gegaan. Bereken de gemiddelde wrijvingskracht op de bal.
 ik kom hier niet uit help mij
Theo de Klerk op 19 juni 2019 om 21:23
Stel je de situatie eens voor.

Na terugvallen is 0,55 J "verdwenen" uit de omzetting van zwaarte-energie op 15 m hoogte naar kinetische energie beneden. Die 0,55 J is aan wrijvingsenergie besteed. De bal verrichtte arbeid op de lucht (die opwarmt)  W = Fwrijv s
F is niet constant over de hele lengte s (neemt evenredig aan v2 toe als de snelheid toeneemt) Daarom wordt een "gemiddelde" genomen zodat W = Fs  met een constante waarde voor F en s kan worden genomen.
De arbeid ken je, de afstand ken je - dan moet F toch te berekenen zijn. En dat die bal 230 g massa heeft: who cares? Dat zit al "verwerkt" in de wrijvingsenergie.
Jan op 20 december 2021 om 15:22
Hoi,

Ik heb een probleem met het vast stellen van een paar formules.
Als iemand mij hierbij helpen kan zou ik dat erg waarderen.
Opdracht staat in het bijgevoegde bestand.


Met vriendelijke groet,

Jan.
Theo de Klerk op 20 december 2021 om 15:42
> Ik heb een probleem met het vast stellen van een paar formules.
Dat kan alleen als je de situatie niet doorziet. Als je dat doet, dan kun je gerichter zoeken naar wat er wellicht aan formules toepasbaar is.

Het gaat hier om krachten die elkaar opheffen. De man trekt. Daardoor ontstaat een kracht langs het touw (trekkracht van de man naar rechtsonder, spankracht in touw naar linksboven). Die trekt aan de man. Zonder tegenkrachten (OP de man, niet uitgeoefend DOOR de man) gaat de man schuiven. Hij moet "grip" hebben met zijn schoenen. Die wrijving moet een tegenkracht geven tegengesteld aan de horizontale spankracht van het  touw op de man.
Wrijvingskracht wordt vaak uitgedrukt als F = μFN waarin FN de normaalkracht is van de vloer op de man (in grootte gelijk maar in richting tegengesteld aan diens gewicht).  Dus grootte Fw = μ FG .
Je rekenprogramma kan nu voor allerlei afstanden en hoeken waaronder  iemand aan het touw trekt bepalen hoe groot de wrijving moet zijn.  Een van de extreme situaties: vertikaal trekken. Doet de wrijving er dan nog toe? 
Dus zoeken naar formules?  Denk eens aan 
- ontbinden van krachten langs horizontale/vertikale as bij een schuine hoek φ
- Wrijvingskracht als functie van gewicht / normaalkracht
- Evenwicht bij gelijke maar tegengestelde krachten (Fresultante = 0 N)
Eva op 22 mei 2022 om 18:18
Hoi, Ik heb oprecht geen idee hoe ik deze formule moet ombouwen. Dit is mij ook nooit aangeleerd. Kan iemand mij helpen?
Jan van de Velde op 22 mei 2022 om 18:27
Dag Eva,

welke formule?

Houd in de gaten, hoogstwaarschijnlijk heb je dat eigenlijk bij wiskunde al geleerd. Waarschijnljk onder de titel "balansmethode"
voor een uitleg daarvan, zie
[microcursus] formules herschrijven / vergelijkingen oplossen


Groet, jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)