rolwrijving helling
Naam stelde deze vraag op 05 juni 2022 om 15:14.Een karretje dat een helling afgaat krijgt een versnelling. Met behulp van krachtcomponent Fz,x is af te leiden dat de versnelling van de kar tijdens de beweging gelijk is aan g*sin a. Het hoogteverschil van de helling is 12,7 cm per 100 cm. De 100 cm is gemeten in de bewegingsrichting.
De versnelling die de kar op de helling ondervindt is 1,25m/s2.
Een staaf die dezelfde helling afgaat heeft een versnelling van 0,75m/s2.
De rolwrijvingskracht is een mogelijke verklaring voor het verschil tussen de twee versnellingen. Om die invloed te onderzoeken heeft iemand wat metingen gedaan. Hij liet dezelfde staaf zonder beginsnelheid van een helling afrollen en vervolgens weer een andere helling op. Dit hoogteverschil is 1,7 cm. De afgelegde weg van de staaf is 2,95 m. De massa van de staaf is 191 gram. Het verschil in hoogte, dus in zwaarte-energie, wordt veroorzaakt doordat de wrijvingskracht arbeid heeft verricht.
Hierbij moest ik Fw berekenen. Ik kwam hier uit op 0,011 N.
Maar nu moet ik met een berekening aantonen of de wrijvingskracht het verschil kan verklaren. Kan iemand helpen?
Reacties
Dat is niet de x-richting maar evenwijdig langs de helling. Wel correct om die te nemen trouwens.
sin a = 12,7/100 volgens je gegevensm akar = 1 2/3 astaaf .
Voor kar en staaf gelden F = ma en F = Fzw - Fwrijv waardoor bij andere massa's m en versnellingen a een andere waarde voor de Fwrijv en Fzw volgen. Aangezien Fzw voor beide te berekenen zijn (bij gelijke g = 8,91 N/kg) laat zich het verschil in wrijving bepalen.
Bij de staaf laat je die ook weer omhoog rollen. Zonder wrijving zou die even hoog moeten komen als het beginpunt. Maar nu blijkbaar 1,7 cm minder hoog. Hoeveel is dat minder in zwaarte-energie?
Blijkbaar is dat verloren aan warmte. Dat is voor een gemiddelde wrijving W = Fwrijv.gem . s (s = afstand omhoog langs de helling).
Ik zou verwachten dat je gelijkwaardige Fwrijv waarden zou vinden (binnen de meetnauwkeurigheid).
Uit de gegevens hoogteverschil 1,7 cm en afgelegde weg 2,95 m en massa van de staaf 191 gram kan inderdaad volgen Fw=–0,011 N, gericht langs het oppervlak van de hellingen. Aangenomen is dat Fw op beide helllingen even groot is.
Deze rolweerstandskracht verandert de versnelling op de dalende helling slechts met een bedrag
Δa=Fw/m=–0,011/0,191=–0,057 m/s².
Zodoende kan Fw niet het gehele verschil tussen 1,25 m/s² en 0,75 m/s² verklaren.
Hopelijk helpt dit.
Er is overigens niets mis met je keuze om de richting evenwijdig aan de helling de x-richting te noemen.
À propos, is de staaf massief?
Groet, Jaap
