In dit artikel wordt uitgelegd wat dynamische wrijvingscoëfficiënt (of dynamische wrijvingscoëfficiënt) in de natuurkunde is en hoe deze wordt berekend. Daarnaast vindt u een concreet voorbeeld van het berekenen van de dynamische wrijvingscoëfficiënt om het concept beter te begrijpen.
Wat is de dynamische wrijvingscoëfficiënt?
De dynamische wrijvingscoëfficiënt , of dynamische wrijvingscoëfficiënt , is een coëfficiënt die de wrijving aangeeft tussen de oppervlakken van twee lichamen wanneer de ene over de andere glijdt.
De dynamische wrijvingscoëfficiënt is een dimensieloze coëfficiënt, dat wil zeggen dat deze geen eenheid heeft.
Bovendien wordt de dynamische wrijvingscoëfficiënt doorgaans weergegeven door het symbool μd .
Hoe de dynamische wrijvingscoëfficiënt te berekenen
De dynamische wrijvingscoëfficiënt is gelijk aan de verhouding tussen de dynamische wrijvingskracht (of wrijvingskracht) en de normaalkracht. Daarom wordt de dynamische wrijvingscoëfficiënt berekend door de dynamische wrijvingskracht te delen door de normaalkracht.
Kort gezegd is de formule voor de dynamische wrijvingscoëfficiënt :
Goud:
-
is de dynamische wrijvingscoëfficiënt, die eenheidloos is.
-
is de wrijvingskracht of dynamische wrijving, uitgedrukt in Newton.
-
is de normaalkracht, uitgedrukt in Newton.
Opgeloste oefening over de dynamische wrijvingscoëfficiënt
Nu we de definitie van dynamische wrijvingscoëfficiënt kennen en wat de formule is, vindt u hieronder een opgeloste oefening over dit onderwerp.
- We plaatsen een lichaam met massa m = 6 kg bovenaan een vlak dat onder een hoek van 45 graden staat. Als het lichaam met een versnelling van 4 m/s 2 over het hellende vlak glijdt, wat is dan de dynamische wrijvingscoëfficiënt tussen het oppervlak van het hellende vlak en dat van het lichaam? Gegevens: g=10 m/s 2 .
Het eerste dat we moeten doen om elk natuurkundig probleem met betrekking tot de dynamiek op te lossen, is het tekenen van het vrije-lichaamsdiagram. Alle krachten die in het systeem werken zijn dus:
In de richting van as 1 (evenwijdig aan het hellende vlak) heeft het lichaam een versnelling, maar in de richting van as 2 (loodrecht op het hellende vlak) is het lichaam in rust. Op basis van deze informatie stellen we de vergelijkingen van de krachten van het systeem voor:
We kunnen dus de normaalkracht berekenen uit de tweede vergelijking:
![\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-59341555fe3d5fe315ceb1864547873b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Aan de andere kant berekenen we de waarde van de wrijvingskracht (of wrijvingskracht) uit de eerste gepresenteerde vergelijking:
![\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d8f2aff2a81d98ddcea04b1988282fda_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
En zodra we de waarde van de normaalkracht en de wrijvingskracht kennen, kunnen we de dynamische wrijvingscoëfficiënt bepalen met behulp van de bijbehorende formule:
Dynamische en statische wrijvingscoëfficiënt
De statische wrijvingscoëfficiënt is de wrijvingscoëfficiënt die de normaalkracht en de wrijvingskracht in verband brengt wanneer het de bedoeling is dat de beweging begint (maar het lichaam nog in rust is).
De statische wrijvingscoëfficiënt wordt dus gebruikt om de statische wrijvingskracht te berekenen, dat wil zeggen de wrijvingskracht die moet worden overwonnen om beweging te initiëren.
Normaal gesproken is de dynamische wrijvingscoëfficiënt kleiner dan de statische wrijvingscoëfficiënt. De dynamische wrijvingskracht is dus ook kleiner dan de statische wrijvingskracht.
Dynamische wrijvingscoëfficiëntwaarden
In de volgende tabel ziet u enkele algemene waarden van de dynamische wrijvingscoëfficiënt en de statische wrijvingscoëfficiënt:
| 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 of 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.