Dag Niels,

Er is een wet van behoud van energie. Kunstgras of natuurgras, je hád bewegingsenergie en bent uiteindelijk tot stilstand gekomen. In beide gevallen moet dus een even grote hoeveelheid bewegingsenergie zijn omgezet in warmte-energie.

Een "hoeveelheid wrijving" is overigens een beetje een onduidelijke uitdrukking. Is de wrijvingsKRACHT in beide gevallen gelijk? Geen idee eerlijk gezegd. Wat proefjes in de praktijk, en/of wat literatuuronderzoek zouden je daarover meer kunnen vertellen.

Kom je hier verder mee?

Groet, Jan

Dag Jan,

De proef die we gedaan hebben ging als volgt. We hebben wat blokken ijs met m=10 gram genomen en deze op kunst- en op natuurgras 5x over het ijs heen en weer geduwd. We hebben van tevoren en naderhand het gewicht van het ijs gewogen en het bleek dat er gemiddeld op kunstgras 3 gram smolt en op natuurgras 2 gram. Nu wilden we dit verklaren door middel van soortelijke warmte. Want ik dacht dat als je eenzelfde beweging maakt op beide ondergronden, de wrijvingskracht hetzelfde zou moeten zijn, en de hoeveelheid warmte dus ook. Maar ik twijfelde of de wrijvingskracht hetzelfde is, want zo niet, dan zou de ontstane warmteenergie ook verschillen. (Dacht ik dus..)

Groeten,

Niels

Op verschillende ondergronden kan de wrijvingskracht natuurlijk verschillen (duw maar eens een blok rubber over een ijsvlakte, of over asfalt....)

Als je met verschillende krachten F eenzelfde afstand s aflegt, oefen je dus ook verschillende hoeveelheden arbeid W=F·s uit.

Het lijkt er uit je proefje dus op alsof de wrijvingscoëfficiënt µ van ijs op kunstgras groter is dan de wrijvingscoëfficiënt van ijs op natuurgras. Dat zou zo kunnen zijn.

Je moet dan wél kritisch op je proefomstandigheden letten: was de kracht F waarmee je de blokjes OP (dwz verticaal) het gras duwde wel steeds gelijk? Want wrijvingskracht Fw= F·µ.

Misschien moet je eens een wat groter blok hout pakken, dat horizontaal over het gras slepen met constante snelheid, en dan met een veerunster in je sleeptouw de benodigde trekkracht meten. Want bij constante snelheid is de nettokracht 0, zodat je weet dat je sleepkracht gelijk is aan je wrijvingskracht.

De verticale kracht was telkens gelijk. We hebben namelijk alleen een horizontale kracht uitgeoefend op het blok, de verticale kracht stond telkens gelijk aan de zwaartekracht op het blok ijs.

Is het mogelijk om deze proef te verklaren met behulp van de smeltwarmte van ijs? Hier kwam mijn natuurkundeleraar namelijk mee...

Geen idee wat je bedoelt te willen verklaren met de smeltwarmte van ijs. Die is namelijk hoe dan ook in beide gevallen gelijk. Je zou eventueel mbv de smeltwarmte van ijs de arbeid van de wrijvingskracht kunnen berekenen? Daarbij moet je dan wél veonderstellen dat de overdracht van warmte uit de ondergrond vanuit kunstgras even groot is als vanuit natuurgras. Want ook als je die blokjes gewoon laat liggen smelten ze, op de ene ondergrond mogelijk sneller dan op de andere. Enneh, trek je ijsblokjes over schuurpapier en je schuurt er al ijs af voordat het smelt. Heb je ook over gelijke afstanden met gelijke snelheden gesleept?

Je zult dus nog een behoorlijke discussie aan je proef moeten vasthangen als je er zo eens nader naar kijkt.......

Misschien dat dit het een beetje verduidelijkt:

"Je laat een blok ijs over het gras glijden. Door de wrijving zal er warmte ontstaan die het ijs laat smelten. Zal niet veel zijn vrees ik. Je kunt dus bv het blok van te voren wegen en daarna en dan weet je hoeveel ijs er gesmolten is. Je moet natuurlijk ook weten hoeveel er zowieso zou smelten, dus neem een even groot blok, waar je niets mee doet en dan meet je in dezelfde tijs hoeveel daar van gesmolten is. (even afdrogen dus) Dit gaat natuurlijk niet precies., Maar misschien is het wel meetbaar. Neem geen ijsblokjes, maar bv een staaf, oid, invriezen, en meten. De smeltwarmte van ijs staat in de binas. tabel 11."

Verduidelijkt dit het wat? Dit heb ik als 'instructie' gekregen...

Niels, 4 jul 2010

..//..

Verduidelijkt dit het wat? Dit heb ik als 'instructie' gekregen...

Wat ik dus al vermoedde hierboven:

Je zou eventueel mbv de smeltwarmte van ijs de arbeid van de wrijvingskracht kunnen berekenen? Daarbij moet je dan wél veonderstellen dat de overdracht van warmte uit de ondergrondvanuit kunstgras even groot is als vanuit natuurgras. Want ook als je die blokjes gewoon laat liggen smelten ze, op de ene ondergrond mogelijk sneller dan op de andere.

Vraag is nu: wat is nog je probleem, wat "zie" je niet?

Ik zie niet hoe de smeltwarmte in dit plaatje past. Moet ik de smeltwarmte dan als arbeid nemen waarna ik Fw bereken?

W=Fw*s

s=0,1 m

smeltwarmte = 334 J/g * 2 g = 668 J

Op deze manier?

Ja, als er 2 g ijs méér is gesmolten dan bij een stilstaand blokje, dan zal dat wel dankzij die wrijvingsarbeid zijn. Maar het lijkt me sterk dat dat gebeurd is door het blokje slechts 0,1 m te bewegen. Want dan zou de wrijvingskracht maar liefst 6680 N zijn geweest. Zó hard heb je er vast niet aan hoeven trekken (ik weet niet zeker of een paard zo hard zou kunnen trekken, maar jij in ieder geval niet).