▷ Statische wrijvingscoëfficiënt (of wrijving)

In dit artikel wordt uitgelegd wat de statische wrijvingscoëfficiënt (of statische wrijvingscoëfficiënt) in de natuurkunde is en hoe deze wordt berekend. Je vindt daarom een concreet voorbeeld van de berekening van de statische wrijvingscoëfficiënt en daarnaast wat de verschillen zijn met de dynamische wrijvingscoëfficiënt.

Wat is de statische wrijvingscoëfficiënt?

De statische wrijvingscoëfficiënt , ook wel de statische wrijvingscoëfficiënt genoemd, is een coëfficiënt die de statische wrijvingskracht relateert aan de normaalkracht.

Simpel gezegd is de statische wrijvingscoëfficiënt een coëfficiënt die de wrijving aangeeft tussen de oppervlakken van twee lichamen wanneer het ene lichaam over het andere wil gaan glijden (maar nog steeds in rust is).

De statische wrijvingscoëfficiënt is dimensieloos en heeft dus geen eenheid.

Op dezelfde manier wordt de statische wrijvingscoëfficiënt doorgaans weergegeven door het symbool _μe .

Hoe de statische wrijvingscoëfficiënt te berekenen

De statische wrijvingscoëfficiënt is gelijk aan de verhouding tussen de statische wrijvingskracht (of wrijvingskracht) en de normaalkracht. Daarom wordt de statische wrijvingscoëfficiënt berekend door de statische wrijvingskracht te delen door de normaalkracht.

Kort gezegd is de formule voor de statische wrijvingscoëfficiënt :

$\mu_e=\cfrac{F_R}{N}$

Goud:

$\mu_e$

is de statische wrijvingscoëfficiënt, die geen eenheid heeft.
$F_R$

is de wrijvingskracht of statische wrijving, uitgedrukt in Newton.
$N$

is de normaalkracht, uitgedrukt in Newton.

Aan de andere kant, wanneer het te verplaatsen lichaam zich op een hellend vlak bevindt, zijn de wrijvingskracht en de normaalkracht gelijk aan de volgende uitdrukkingen:

$F_R=m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)$

$N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)$

Dus als we deze uitdrukkingen in de formule vervangen, kunnen we een vergelijking krijgen die de statische wrijvingscoëfficiënt relateert aan de helling van het vlak:

$\mu_e=\cfrac{F_R}{N}$

$\mu_e=\cfrac{m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)}{m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)}$

$\mu_e=\cfrac{\text{sin}(\alpha)}{\text{cos}(\alpha)}$

$\mu_e=\text{tg}(\alpha)$

Kort gezegd is de formule voor de statische wrijvingscoëfficiënt op een hellend vlak als volgt:

$\mu_e=\text{tg}(\alpha)$

Opgeloste oefening over de statische wrijvingscoëfficiënt

Zodra we de definitie en formule van de statische wrijvingscoëfficiënt (of statische wrijvingscoëfficiënt) hebben gezien, zullen we een opgeloste oefening zien om het concept beter te begrijpen.

Het doel is om een blok met massa m=12 kg op een vlak oppervlak te verplaatsen. Hiervoor wordt een horizontale kracht F=35 N uitgeoefend, maar het blok kan niet bewegen. Wat is de statische wrijvingscoëfficiënt tussen de grond en het blok? Gegevens: g=9,81 m/ ^s2 .

opgelost probleem van statische wrijvingscoëfficiënt

Eerst tekenen we alle krachten die op het blok inwerken:

opgeloste oefening over de statische wrijvingscoëfficiënt of statische wrijvingscoëfficiënt

Omdat het lichaam in evenwicht blijft, zijn de volgende twee vergelijkingen waar:

$N=P$

$F_R=F$

De wrijvingskracht zal dus gelijk zijn aan de horizontale kracht die op het lichaam wordt uitgeoefend:

$F_R=F=35\N$

Aan de andere kant kunnen we de waarde van de normaalkracht berekenen met behulp van de gewichtskrachtformule:

$\begin{array}{l}N=P\\[3ex] N=m\cdot g\\[3ex] N=12\cdot 9,81 \\[3ex] N=117,72 \ N \end{array }$

Als we ten slotte de waarde van de wrijvingskracht en de normaalkracht kennen, passen we de formule voor de statische wrijvingscoëfficiënt toe om de waarde ervan te bepalen:

$\mu_e=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{35}{117.72}=0.30$

Statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt

In deze sectie zullen we het verschil zien tussen de statische wrijvingscoëfficiënt en de dynamische wrijvingscoëfficiënt, aangezien afhankelijk van de situatie de een of de ander moet worden gebruikt.

Het verschil tussen statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt is dat de statische wrijvingscoëfficiënt wordt gebruikt wanneer het lichaam in rust is, terwijl de dynamische wrijvingscoëfficiënt wordt gebruikt wanneer het lichaam in beweging is.

Dus afhankelijk van het feit of het lichaam waarop de wrijvingskracht inwerkt, stilstaat of over een oppervlak glijdt, is het noodzakelijk om respectievelijk de statische wrijvingscoëfficiënt of de dynamische wrijvingscoëfficiënt te gebruiken om de wrijvingskracht te berekenen.

Over het algemeen is de statische wrijvingscoëfficiënt groter dan de dynamische wrijvingscoëfficiënt.

Voor meer informatie over dit type wrijvingscoëfficiënt klikt u op de volgende link:

➤ Zie: dynamische wrijvingscoëfficiënt

Statische wrijvingscoëfficiëntwaarden

Ten slotte laten we u de volgende tabel achter waarin u enkele algemene waarden van de statische wrijvingscoëfficiënt en de dynamische wrijvingscoëfficiënt kunt zien:

Contactoppervlakken	Statische wrijvingscoëfficiënt (μ _e )	Dynamische wrijvingscoëfficiënt ( _μd )
Koper op staal	0,53	0,36
Staal op staal	0,74	0,57
Aluminium op staal	0,61	0,47
Rubber op cement	1	0,8
Hout op hout	0,25-0,5	0,2
Hout op leer	0,5	0,4
Teflon op Teflon	0,04	0,04

Houd er rekening mee dat deze waarden kunnen variëren omdat ze afhankelijk zijn van vele factoren, zoals oppervlakteruwheid, temperatuur, enz.

Statische wrijvingscoëfficiënt (of statische wrijvingscoëfficiënt)

Wat is de statische wrijvingscoëfficiënt?

Hoe de statische wrijvingscoëfficiënt te berekenen

Opgeloste oefening over de statische wrijvingscoëfficiënt

Statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt

Statische wrijvingscoëfficiëntwaarden

Leave a Comment Cancel Reply