discussie rolwrijvingscoëfficiënt per wiel

Jan van de Velde stelde deze vraag op 10 januari 2021 om 15:25.

Jaap Koole

Dag Sophia,
Voor de rolweerstandskracht op de hele trein geldt Fw,r=n⋅cr⋅Fn met
n is het aantal wielen
cr is de rolweerstandscoëfficiënt van een enkel wiel (eenheidloos)
Fn is de normaalkracht op de hele trein (in dezelfde eenheid als Fw,r)
Als de trein over een horizontaal spoor rijdt, is de normaalkracht evenveel newton als de zwaartekracht op de trein.

 daar klopt iets niet volgens mij?? zo zou je op elk van de wielen het volledige gewicht van de trein leggen

groet, jan

(afgesplitst van https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74676)

Reacties

Jaap Koole op 10 januari 2021 om 17:04
Dag Jan,
Sophia noemt cr=0,00025 per wiel als gegeven; daar ben ik van uitgegaan.
Stel de normaalkracht op de hele trein is 5⋅106N.
Dan reken ik Fw,r=n⋅cr⋅Fn=64⋅0,00025⋅5⋅106.
Jij rekent Fw=μ⋅Fnormaal=μ⋅5⋅106N
met een waarde van μ (wellicht 0,00025?) voor de trein als geheel.
Zo is mijn n⋅cr evenals jouw μ de factor tussen de rolweerstandskracht op de hele trein en de normaalkracht op de hele trein. Beide rekenwijzen lijken me geldig, behoudens een verschil tussen de waarden van n⋅cr en μ.
Je stelt dat mijn rekenwijze 'op elk van de wielen het volledige gewicht van de trein [zou] leggen'.
Dat is niet het geval, omdat ik heb aangenomen en vermeld cr=0,00025 'van een enkel wiel'.
Jan van de Velde op 10 januari 2021 om 18:13
Ik heb de afgelopen 15 jaar heel wat sommetjes met rolweerstandscoëfficiënten voorbij zien komen, maar nog nooit eentje met rolweerstandscoëfficiënten per wiel. 

Kun jij voorbeelden vinden? 
Jaap Koole op 10 januari 2021 om 20:36
Dag Jan,
Voorbeelden zoals je bedoelt, ken ik niet en ik zal er niet naar zoeken.
Sophia's gegeven cr=0,00025 per wiel zou juist kunnen zijn, lijkt me.
Kennelijk is het als een gegeven aan haar gepresenteerd.
Waarom het gegeven "per wiel" niet kan  kloppen, zoals je zonder onderbouwing stelt,
ontgaat me.
Waarom je vragenderwijs stelt dat mijn rekenwijze niet klopt, ontgaat me ook.
Jan van de Velde op 10 januari 2021 om 21:38
dag Jaap,

Je kunt beter niet standaard van uitgaan dat de wijze waarop een scholier hier zijn/haar vraagstuk presenteert geheel vrij is van (verkeerde) interpretatie van diens kant. En dat zonder enig disrespect richting Sophia of welke scholier dan ook. 

Een rolwrijvingscoëfficiënt per wiel IS ongebruikelijk. In een middelbareschoolopgave zoals dit onmiskenbaar moet zijn heb ik het nog nooit gezien. De vraag of jij die voorbeelden wel kent lijkt me dan voor de hand te liggen.

Overigens, ook in werk op hoger niveau is daar alleen noodzaak toe indien de belasting per wiel ongelijk is, omdat die coëfficiënt in de praktijk sterk kan variëren met belasting en nog andere factoren. 

Groet, Jan


Jaap Koole op 31 januari 2021 om 23:15
Dag Jan,
Dit is een reactie op hetgeen je hierboven schrijft.
Over andere aspecten schrijf ik elders.
a. Je schrijft: 'Een rolwrijvingscoëfficiënt per wiel IS ongebruikelijk.'
In de praktijk is de rolwrijvingscoëfficiënt niet voor elk wiel even groot, zoals je om 21:38 uur aangeeft.
De constructie van de wielen van een wagon voor lichte vracht kan verschillen van die voor grind en erts (profiel, staalsoort, lagering...).
De slijtage, leeftijd en onderhoudsconditie van de wielen kunnen verschillen.
De voorste en achterste wielen van een trein krijgen meer te verduren dan de wielen middenin.
Er kan verschil zijn tussen wel en niet door een motor aangedreven wielen.
Zulke verschillen kunnen de docent in Sophia's opdracht hebben gemotiveerd tot de toevoeging (gemiddeld) 'per wiel', ongeacht de vraag of dat gebruikelijk is.
Je opmerking 'dat "per wiel" kan niet kloppen' bij de vraag
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74676
van Sophia is feitelijk onjuist.
b. Je vraagt: 'Kun jij voorbeelden vinden?' van opgaven met een coëfficiënt per wiel.
Wat later stelde Ava een vraag over een trein:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74856
Gevraagd naar de bron, plaatste Ava een foto van een deel van de opdracht (zie onder).
Vrijwel zeker is dit dezelfde opdracht als die van Sophia: eveneens een praktische opdracht, rolweerstand op een trein, identieke gegevens, in dezelfde periode.
In de opdracht staat letterlijk en expliciet rolwrijvingscoëfficiënt 'per wiel'.
Voilà een voorbeeld zoals gevraagd.
c. Je schrijft: 'Je kunt beter niet standaard van uitgaan dat de wijze waarop een scholier hier zijn/haar vraagstuk presenteert geheel vrij is van (verkeerde) interpretatie van diens kant.'
Je speculeert op een interpretatie door Sophia. Daar is volgens de foto geen sprake van.

Jan van de Velde op 01 februari 2021 om 00:31
Blijft de vraag: wat is de zin van dat al indien er geen gewicht per wiel wordt benoemd, en ook geen invloed van de belasting op die coëfficiënt? 
Jaap Koole op 01 februari 2021 om 01:37
Dag Jan,
Het gewicht per wiel boeit niet: de formule in mijn [eerste] respons bij
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74676
geeft de benodigde rolweerstand op de trein als geheel. Citaat: 'Moeilijker is het niet, en moeilijker moet je het dus ook niet willen maken.'
Wellicht vond de auteur van de opdracht het al ingewikkeld genoeg, en is er daarom van afgezien om een variërende belasting invloed te laten hebben op die coëfficiënt. Weinigen zouden het model van Sophia en Ava meteen correct maken. (Gemiddeld) 'per wiel' lijkt me zo'n geruststellende opmerking in de zin van 'Je hoeft je geen zorgen te maken over verschillen tussen de wielen.'

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft tien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)