De meeste objecten zijn niet zo soepel als u denkt. Op microscopisch niveau zijn zelfs ogenschijnlijk gladde oppervlakken echt een landschap van kleine heuvels en valleien, te klein om echt te zien, maar het maakt een enorm verschil als het gaat om het berekenen van de relatieve beweging tussen twee contactoppervlakken.

Deze kleine imperfecties in de oppervlakken in elkaar grijpen, waardoor de wrijvingskracht ontstaat, die in tegengestelde richting van elke beweging werkt en moet worden berekend om de netto kracht op het object te bepalen.

Er zijn een paar verschillende soorten wrijving, maar kinetische wrijving
staat ook bekend als glijdende wrijving
, terwijl statische wrijving
het object beïnvloedt voordat het begint te bewegen en rollende wrijving
heeft specifiek betrekking op rollende objecten zoals wielen.

Leren wat kinetische wrijving betekent, hoe u de juiste wrijvingscoëfficiënt kunt vinden en hoe u deze kunt berekenen, vertelt u alles wat u moet weten om fysische problemen met de kracht van wrijving.
Definitie van Kinetic F riction

De meest eenvoudige definitie van kinetische wrijving is: de weerstand tegen beweging veroorzaakt door het contact tussen een oppervlak en het object dat er tegenaan beweegt. De kracht van kinetische wrijving werkt tegen de beweging van het object, dus als u iets naar voren duwt, duwt wrijving het naar achteren.

De kinetische fictiekracht is alleen van toepassing op een object dat beweegt (vandaar "kinetisch"), en staat ook bekend als glijdende wrijving. Dit is de kracht die glijdende beweging tegenhoudt (een doos over vloerplaten duwen), en er zijn specifieke wrijvingscoëfficiënten
voor deze en andere soorten wrijving (zoals rolwrijving).

De een ander belangrijk type wrijving tussen vaste stoffen is statische wrijving, en dit is de weerstand tegen beweging die wordt veroorzaakt door de wrijving tussen een stilstaand object en een oppervlak. De statische wrijvingscoëfficiënt
is over het algemeen groter dan de kinetische wrijvingscoëfficiënt, wat aangeeft dat de wrijvingskracht zwakker is voor objecten die al in beweging zijn.
Vergelijking voor kinetische wrijving

De wrijvingskracht kan het beste worden gedefinieerd met behulp van een vergelijking. De wrijvingskracht hangt af van de wrijvingscoëfficiënt voor het type wrijving in kwestie en de grootte van de normale kracht die het oppervlak op het object uitoefent. Voor glijdende wrijving wordt de wrijvingskracht gegeven door:
F_k \u003d μ_k F_n

Waar F
_{k de kracht is van kinetische wrijving, μ
k is de glijcoëfficiënt (of kinetische wrijving) en F
is de normale kracht, gelijk aan het gewicht van het object als het probleem een horizontaal oppervlak betreft en er geen andere verticale krachten optreden (dwz , F
n \u003d mg
, waarbij m
de massa van het object is en g
de versnelling door zwaartekracht is). Omdat wrijving een kracht is, is de eenheid van de wrijvingskracht de newton (N). De kinetische wrijvingscoëfficiënt is eenheidloos.}

De vergelijking voor statische wrijving is in principe hetzelfde, behalve dat de glijdende wrijvingscoëfficiënt wordt vervangen door de statische wrijvingscoëfficiënt ( μ
_{). Dit wordt echt het beste als een maximale waarde beschouwd, omdat het tot een bepaald punt toeneemt en als je meer kracht op het object uitoefent, begint het te bewegen:
F_s \\ leq μ_s F_n Berekeningen met kinetische wrijving}

Het uitwerken van de kinetische wrijvingskracht is eenvoudig op een horizontaal oppervlak, maar iets moeilijker op een hellend oppervlak. Neem bijvoorbeeld een glazen blok met een massa van m
\u003d 2 kg, over een horizontaal glasoppervlak geduwd, 𝜇
_{k \u003d 0.4. U kunt de kinetische wrijvingskracht eenvoudig berekenen met behulp van de relatie F
n \u003d mg
en vaststellend dat g
\u003d 9,81 m /s ^{2:
\\ begin {uitgelijnd} F_k & \u003d μ_k F_n \\\\ & \u003d μ_k mg \\\\ & \u003d 0.4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9.81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 \\\\ & \u003d 7.85 \\; \\ text {N} \\ end {align}}}

Stel je nu dezelfde situatie voor, behalve dat het oppervlak onder een hoek van 20 graden ten opzichte van de horizontaal staat. De normale kracht is afhankelijk van de component van het gewicht
van het object loodrecht op het oppervlak, gegeven door mg
cos ( θ
), waarbij < em> θ
is de hoek van de helling. Merk op dat mg
sin ( θ
) je de zwaartekracht vertelt die het langs de helling naar beneden trekt.

Met het blok in beweging geeft dit:
\\ begin {uitgelijnd} F_k & \u003d μ_k F_n \\\\ & \u003d μ_k mg \\; \\ cos (θ) \\\\ & \u003d 0.4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9.81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 × \\ cos (20 °) \\\\ & \u003d 7.37 \\; \\ text {N } \\ end {uitgelijnd}

U kunt ook de statische wrijvingscoëfficiënt berekenen met een eenvoudig experiment. Stel je voor dat je probeert een blok hout van 5 kg over beton te duwen of trekken. Als u de uitgeoefende kracht registreert op het exacte moment dat de doos begint te bewegen, kunt u de statische wrijvingsvergelijking herschikken om de juiste wrijvingscoëfficiënt voor hout en steen te vinden. Als er 30 N kracht nodig is om het blok te verplaatsen, dan is het maximum voor F
_{s \u003d 30 N, dus:
F_s \u003d μ_s F_n}

Herschikt naar:
\\ begin {uitgelijnd} μ_s & \u003d \\ frac {F_s} {F_n} \\\\ & \u003d \\ frac {F_s} {mg} \\\\ & \u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {5 \\; \\ text {kg} × 9.81 \\; \\ text {m /s} ^ 2} \\\\ & \u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {49.05 \\; \\ text {N}} \\\\ & \u003d 0.61 \\ einde {uitgelijnd}

De coëfficiënt is dus ongeveer 0,61.