Gebaseerd op cursus SPC 2021

Verbeteringen/fouten/onduidelijkheden/...?

Deze open-source cursus is in ontwikkeling. De aanbevelingen van leerlingen om dit materiaal te verbeteren zijn erg welkom via info@wiskunde.opmaat.org
Dit kan gaan over:

  • Een voorbeeld dat onduidelijk is.
  • Onnauwkeurigheden, schrijffouten, ...
  • Een tussenstap die beter uitgelegd moet worden.
  • Een uitleg die je op youtube, wikipedia of aan de kersttafel gevonden hebt die ophelderend was.
  • ...

= weerstandskracht \(\vec {F}_{w}\) op een voorwerp van een medium of middenstof waarin of waartegen het zich bevindt

= weerstandskracht van een vlakke ondergrond op een voorwerp dat erop steunt, evenwijdig met het vlak (en vaak tegen de zin van de beweging)

Verklaring schuifwrijving: een vlakke ondergrond is nooit perfect vlak! Zie figuur.

Voor de schuifwrijvingskracht \({\overrightarrow {F}}_{w}\) wordt vastgesteld dat…

(a)
…indien het voorwerp in rust is: \({\overrightarrow {F}}_{w}\) heeft die grootte en zin zodat \(F_{r} = 0\)
(b)
…indien het voorwerp een rechtlijnige beweging maakt:

De zin van \(\vec {F}_{w}\) is tegen de zin van de beweging en de grootte van \(\vec {F}_{w}\) is recht evenredig is met de grootte van de normaalkracht en tegelijk afhankelijk van hoe goed of slecht de materialen van het voorwerp en vlakke ondergrond over mekaar schuiven.

Er geldt dan: \(F_{w} = \mu \cdot F_{n}\) met \(\mu \) de schuifwrijvingsfactor of schuifwrijvingscoëfficiënt (op te zoeken in tabellen)

Bovenstaande omkaderde formule is dus de maximale waarde van de schuifwrijvingskracht, waardoor de formule beter te schrijven is als: \(F_{w,max} = \mu \cdot F_{n}\). Men kan overigens aantonen dat deze laatste formule ook klopt bij bewegingen die niet rechtlijnig zijn (zie verder voor voorbeelden). (zie ook animatie Hans Bekaert: “wrijving”)

c)
…indien het voorwerp een ECB maakt: \(\vec {F}_{w}\) heeft die grootte zodat \(F_{r} = m \cdot a = m \cdot \frac {v^{2}}{r} = m \cdot \omega ^{2} \cdot r\)

Bij het maken van een bocht (bijvoorbeeld ECB) is er in sommige gevallen schuifwrijvingskracht die bijdraagt tot de middelpuntzoekende kracht. Bij bijna alle vervoerswijzen over een vlakke weg doet dit zich voor (zoals met de wagen, met de fiets en zelfs te voet!). Er dient wel rekening gehouden te worden met het feit dat de schuifwrijvingskracht in grootte beperkt is tot \(F_{w,max} = \mu \bullet F_{n}\) waardoor er een gevaar bestaat dat de beoogde bocht niet gemaakt kan worden! In dit geval spreekt men van slippen en “uit de bocht vliegen”. Zie oefeningen voor concrete gevallen.

Figuur 1: De wrijvingskracht 1