Wat is statische wrijving?
Statische wrijving is een kracht die de beweging van twee objecten tegen elkaar weerstaat wanneer de objecten aanvankelijk in rust zijn. Een eenvoudig voorbeeld is een houten blok dat op een helling zit - een kracht moet worden aangebracht om het blok door de helling te laten glijden. Een andere term, kinetische wrijving, is van toepassing op de kracht die zich verzet tegen objecten die al tegen elkaar bewegen. De sterkte van deze krachten kan worden berekend en staat bekend als de wrijvingscoëfficiënt. In echte situaties wordt de statische wrijving coëfficiënt bijna altijd groter dan die voor kinetisch gevonden, maar in zorgvuldig gecontroleerde experimenten, waarbij de oppervlakken van de objecten grondig zijn schoongemaakt, zijn de twee over het algemeen hetzelfde.
typisch, omdat de kracht toegepast op een object op een oppervlak, de statische wending die niet aan de gang is, zo dat het object niet zal bewegen. Na een bepaald punt zal het object echter beginnen te bewegen, en op dit punt de wrijvingskracht wZiek druppel, zodat minder kracht nodig is om het object in beweging te houden. De wrijvingskracht kan bijvoorbeeld overeenkomen met de uitgeoefende kracht tot 50 Newton - Force wordt gemeten in Newtons (N) - maar daarna kan deze dalen tot 40 N. Daarom is een kracht van iets meer dan 50 N vereist om het object in beweging te krijgen, maar daarna zal iets meer dan 40 N
het berekenen van de coëfficiënt
Statische wrijvingscoëfficiënten kunnen worden berekend voor vast materiaal of paar materialen. Een coëfficiëntwaarde kan daarom van toepassing zijn op hout op hout, staal op staal of staal op hout. Een manier om de waarde voor een paar materialen te berekenen, is door een blok van het ene materiaal op een helling van het andere te plaatsen - voor een enkel materiaal zou het blok en de helling van dezelfde stof worden gemaakt. De helling op de helling wordt geleidelijk verhoogd, totdat het blok naar beneden glijdt. De hoek waar dit gebeurt, kan ons dan zijned om de statische wrijvingscoëfficiënt te berekenen.
De coëfficiënt, wanneer gebruikt in formules en vergelijkingen, krijgt het symbool μ - de Griekse letter Mu. Een subscript wordt meestal gebruikt om de twee te onderscheiden: μ s geeft statische wrijving aan, terwijl μ k kinetische wrijving betekent. De μ S voor staal op staal is bijvoorbeeld 0,74, terwijl het μ k voor dit materiaal 0,57 is. Deze waarden zijn voor typische echte situaties en kunnen een beetje variëren, afhankelijk van de omstandigheden. Aangezien de μ s waarde kan worden beïnvloed door oppervlakte -onregelmatigheden, vuil en sporen van andere stoffen, wordt de μ k waarde als nauwkeuriger beschouwd en wordt deze meestal gegeven wanneer een eenvoudige wrijvingscoëfficiënt vereist is.
factoren die de wrijving beïnvloeden
Een aantal factoren dragen bij aan statische wrijving, maar meestal is de belangrijkste de ruwheid van de oppervlakken. Zelfs wanneer het wordt gladgemaakt, andersMaterialen variëren in termen van de fijne details van hun oppervlakken. In praktische termen is geen oppervlak volledig glad, maar sommige zullen grotere onregelmatigheden hebben dan andere. Het verschil is in sommige gevallen duidelijk: een zijden blad heeft bijvoorbeeld een zeer soepele textuur die minder wrijving creëert, terwijl een droge asfaltweg grof is en meer weerstand tegen beweging genereert. Andere factoren zijn elektrostatische aantrekkingskracht en de soorten zwakke chemische bindingen die zich kunnen vormen tussen oppervlakken.
voorbeelden
Veel mensen zijn bekend met statische wrijving, omdat ze het bijna dagelijks tegenkomen; Het is bijvoorbeeld op het werk wanneer iemand een boek over een tafel schuift. Aanvankelijk moet een kleine hoeveelheid kracht worden uitgeoefend om het boek te laten bewegen, maar zodra het in beweging is, komt er kinetische wrijving in het spel en zal minder moeite nodig zijn om het te verplaatsen. De benodigde hoeveelheid kracht kan variëren volgens de omstandigheden. Als een boek bijvoorbeeld een bibliotheekomslag heeft en het vochtig is, is deWet boek vereist meer kracht om te bewegen, terwijl een gloednieuw paperback -boek heel gemakkelijk over een droge houten tafel met een gevars oppervlak kan glijden.
Tabellen van statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten zijn beschikbaar voor veel gemeenschappelijke materialen en combinaties daarvan. Een hogere waarde duidt op grotere wrijving, zodat meer kracht moet worden toegepast om beweging te veroorzaken. De μ S voor aluminium op aluminium is bijvoorbeeld 1,05 - 1,35, wat zeer hoog is, terwijl de waarde voor polytetrluorethyleen (PTFE) op PTFE 0,04 is, wat extreem laag is en het erg lies heeft. Het is moeilijk om een gestopt auto in gang te duwen vanwege de opzettelijke wrijving tussen de banden en de grond; Hierdoor kan de bestuurder meer controle zijn en de auto minder kans maakt.
Berekenen remafstand
Een voorbeeld van de toepassing van statische wrijving is bij het berekenen van de breekafstand voor een auto met een bepaalde snelheid en in bepaalde omstandigheden. In normale omstandighedenNCES, wanneer de banden op de weg draaien, statisch, in plaats van kinetische, wrijving, is van toepassing. De μ s voor een droge band op een droge weg is ongeveer 1,00, terwijl de waarde voor een natte band op een natte weg slechts 0,2 is - dit betekent dat de breekafstand vijf keer groter zal zijn in natte omstandigheden. In droge omstandigheden heeft een auto die met 31 mijl per uur (50 km / u) reist een remafstand van 33 voet (10 meter), terwijl in natte omstandigheden de remafstand 164 voet (50 meter) zou zijn. Wanneer de banden glijden, in plaats van te rollen, langs het oppervlak - zoals het geval zou kunnen zijn in ijzige omstandigheden - is het kinetische wrijving die belangrijk is.