Wrijving is een kracht, net zoals een auto voortduwen ook met een kracht gaat.
Elke kracht die iets verplaatst, verricht arbeid (W = F.s) . Arbeid is energie.

Als energiebehoud geldt dan moet de zwaarte-energie die een balletje bovenaan een helling heeft, omgezet worden in andere energie.
Als er geen wrijving is, dan is de enige andere vorm kinetische energie: de bal krijgt een snelheid.
Als er wel wrijving is, dan wordt de vrijkomende zwaarte-energie verdeeld tussen de arbeid van de wrijving en de kinetische energie (snelheid, maar nu minder dan zonder wrijving).

ΔE_zwaarte = ΔE_kinetisch + W_wrijving

Als je je balletje naar beneden laat rollen dan kun je de zwaarte-energie berekenen (hoogte van waaraf de bal rolt), de eindsnelheid onderaan meten (geeft de kinetische energie, 1/2 mv²) . Het verschil moet dan in wrijvingsarbeid zijn "verdwenen" (d.w.z. die energie is in warmte omgezet. De bal is iets warmer, de rail ook. En die staan die warmte snel aan de omgeving af zodat het "verloren" lijkt).

klopt het dan dat uit de berekeingen volgt dat de Wwrijving groter is bij een grotere hoek dan bij een kleinere hoek?  

Hangt er een beetje van af hoe goed de bal rolt of glijdt in de baan...

De extreme helling is er een van 90º: dan zal de bal vrij vallen (langs ipv op de helling). Dan zal er alleen luchtwrijving zijn en vaak is deze voor dit soort opstellingen minimaal.
Maar wat je meet is wat je meet. Dat is "waar"  (i.t.t. de oude Grieken die de werkelijkheid aanpasten als het niet voldeed aan hun ideeën. Pas in de tijd van de Verlichting is men uitgegaan van "meten is weten").

beste,

ik heb de volgende aanpak gebruikt, toch komt er de foute conclusie uit. De wrijvingskracht wordt bij mij groter bij een grotere hoek, maar deze moet kleiner worden. wat doe ik fout?

Hiervoor nemen we aan dat

 m=0,1 kg,

de hoek is 5 graden bij voorbeeld 1 en bij voorbeeld 2 20 graden

h=2cm bij voorbeeld een en 10 cm bij voorbeeld 2

t= 2 s bij voorbeeld een en 1,5 s bij voorbeeld 2

 

De kinetische energie berekenen we met de formule 0,5.m.((hoogte/sin(x))/tijd)2

De zwaartenergie berekenen we met de formule Ez=m.g.h

De wrijvingsarbeid berekenen we met dEzwaarte = dEkinetisch + Wwrijving

 

Voorbeeld 1

Ekin= 0,5.0,1.((0,02/sin(5))/2)2 = 6,58 . 10-4 J

Ez= 0,1.9,81.0,02 = 1,96.10-2

Wwrijving= Ezwaarte-Ekin= 1,89.10-2 J

 

Voorbeeld 2

Ekin= 0,5.0,1.(0,1/sin(20)/1,5))2= 1,89.10-3 J

Ez= 0,1.9,81.0,1= 9,81.10-2 J

Wwrijving= Ezwaarte-Ekin= 9,62.10-2 J

dag momo,

opmerkingen aanpak:
1) aangenomen dat je rail steeds even lang is, waarom bereken je dan een afstand langs de helling om aan een snelheid te geraken? 
2) Ik mag aannemen dat je balletje versneld naar beneden gaat: v=s/t geeft je dan geen eindsnelheid, maar een gemiddelde snelheid.
3) een rollend balletje heeft niet alleen E_kin = ½mv² maar ook E_rotatie=½Iω² 

opmerking meting
4) je helling is zo te zien 20-30 cm lang. Doet een balletje er dan 1,5-2 s over om naar beneden te rollen? Heb je de rails ingesmeerd met dikke stroop of zo? 

Dat bij een rollende kogel van een helling meer dan 90% van de energie in wrijvingsarbeid zou verdwijnen is out of this world. Dat mag niet meer dan een paar losse procenten zijn, en dát vind ik al veel voor een rollende stalen kogel op stalen rail. 

groet, jan

hoi hoi, 

Ik heb een soortgelijke opdracht gekregen maar ik weet niet precies wat de hoogte is. 

Ik had een statief op een tafel van 75 cm hoog en had aan het statief klemmen geplaatst waar de rail op steunde. vervolgens hebben we metigen gedaan op 10, 20, 30, 40 en 50 cm hoogte gemeten vanaf de tafel. 

Moet ik nu voor de hoogte er dus ook nog die 75 cm bij optellen om de zwaarte energie te berekenen of moet ik de 10, 20, 30, 40 en 50 cm gebruiken?

Alles is relatief. Je berekent altijd energie-verschillen tussen twee posities - nooit absolute waarden (we hebben ook geen idee wat de absolute waarde van de zwaarte-energie zou moeten zijn want waar ligt het nulpunt?)

Dus voor metingen vanaf een statief tot op de tafel dan neem je de tafel als de positie met zwaarte-energie X (of "0") en op een hoogte energie X+E_zw (of E_zw) Alles zal op zijn laagste punt op tafel komen. Daarom mag je best alle metingen en berekeninfen door vanaf dat tafelniveau.

Je zou de zwaarte-energie tussen grond en tafel ook bij alles erbij kunnen tellen (maar dat is voor alle metingen hetzelfde, dus kun je het ook weglaten). Maar ja... als nu iemand een gat in de vloer maakt... Of de tafel staat op een helling... dan kan iets zomaar nog verder naar beneden rollen. Waar ligt dan het nulpunt?
Dus - houd het simpel. Neem de afstanden tot de tafel.

een vraagje, 

het is de bedoeling dat we de wrijving in de rail berekenen. Daarvoor hebben we de formule dE_zw = dE_kin + W_wrijving. De E_kin bestaat uit de kinetische energie en de rotatieenergie. 

Er rolt een kogel van 110 g = 0,11 kg van de rail,
op een hoogte van 10cm = 0,1 m

de formules die we hebben gebruikt zijn:
1/2*m*v² voor de kinetische energie
1/5*m*v² voor de rotatie energie en 
m*g*h voor de zwaarte energie. 

m= 0,11
g = 9,81
h = 0,1
v² = 1,40

v² hebben we berekend (en dus niet gemeten) met de formule g*h=7/10*v² en daar kwam 1,40 uit. 

het invullen van alle gegevens geeft
E_z = 0,1078
E_k = 0,077
E_rot = 0,0308

0,077 en 0,0308 bij elkaar opgeteld is 0,1078... er blijft dus niks over ij een hoogte van 10 cm om de weerstand te benoemen. 
het kan toch niet zo zijn dat de weerstand in 0 is?

Wat doen we fout?

>v2 hebben we berekend (en dus niet gemeten) met de formule g*h=7/10*v² 

Ik denk dat hier E_kin + E_rot = mv²(1/2 + 1/5) is gewerkt.
En als je kijkt naar je eigen (gemeten) dE_zw = dE_kin + W_wrijving moet W blijkbaar 0 zijn. En dat is ie vast niet.

hmm..
Stalen kogel op stalen rails. Lage snelheid want geringe hoogte...
Die weerstand zou best wel eens zover achter de komma kunnen staan dat hij in het niet valt bij je meetfouten, en dus verwaarloosbaar is. 

Hoi, ik moest een practicum doen waarbij ik een auto van een baan af moest laten rijden en dan de snelheid moest meten. Wat is dan het verband tussen de snelheid en de helling van de baan?

dag Amber,

Dat zie je vanzelf als je bij verschillende hellingen de snelheid hebt gemeten en dan die hellingen en de snelheden tegen elkaar hebt uitgezet in één grafiek.

Daar doe je een practicum voor, om dat verband uit je metingen te halen, niet om het theoretisch af te leiden. 

Heb je hulp nodig om die conclusies uit je grafiek te halen, plaats dan hier maar een afbeelding met jouw grafiek van de snelheid tegen de helling, dan kunnen we met je meedenken.

Groet, Jan