en de verhouding van de schuifkracht tot normaalkracht is de wrijvingscoëfficiënt f = T/N = tan φ. Zolang de wrijvingscoëfficiënt onder een bepaalde waarde blijft, blijft het blok liggen. Ofwel: wanneer de hellingshoek (α) groter wordt, wordt de kans op afschuiven groter.
Uit de definitie die we hierboven hadden, is \theta de wrijvingshoek. Met behulp van trigonometrie kunnen we deze hoek \theta uitdrukken als \mathrm{tan\:} \theta=\frac{F_r}{R}=\frac{\mu R}{R}=\mu . dwz de wrijvingshoek tussen twee oppervlakken is gelijk aan de inverse tangens van de wrijvingscoëfficiënt tussen die twee oppervlakken.
De hoek van inwendige wrijving kan worden bepaald door een triaxiaalproef; een ongeroerd monster wordt in een speciaal toestel geplaatst en belast tot het bezwijkt. De hoek waaronder het monster bezwijkt (in twee delen scheurt) is de hoek van inwendige wrijving.
Dit betekent dat de langs de helling verrichte arbeid van de wrijvingskracht even groot is als de hoeveelheid warmte-energie die ontstaat. De formule voor arbeid is W =F·s. Er geldt dus Fwrijving·40 m = 1536,229 J. Hieruit volgt Fwrijving = 1536,229 / 40 = 38,4057 N.
f = wrijvingscoëfficiënt; het getal dat de mate van wrijving tussen twee oppervlakken aangeeft. De wrijving voor hout/hout” kun je berekenen door f = Fw,s,max / Fn. In dit geval is de Fn gelijk aan de Fz want het steunt op een rechte, vlakke ondergrond. Fz = m * g; m (in kg) en g (valversnelling op aarde).
Wiskundig gezien is μ = F/N , waarbij F de wrijvingskracht is en N de normaalkracht. Omdat zowel F als N worden gemeten in eenheden van kracht (zoals newton of pond), is de wrijvingscoëfficiënt dimensieloos.
Als de waarde van de statische wrijvingscoëfficiënt groter is dan 1, dan heb je een kracht nodig die groter is dan μN om het lichaam in beweging te brengen. Als de waarde van de kinetische wrijvingscoëfficiënt groter is dan 1, dan betekent dit dat dit de maximale waarde van de kinetische wrijvingscoëfficiënt is.
Berekenen van wrijvingskracht
Zoals besproken, wordt de formule voor wrijvingskracht gegeven door F = μN . Laten we als voorbeeld het blok hout van 2 kg beschouwen dat op een tafel rust om van rust te worden geduwd. In dit geval beschouwen we de statische wrijvingscoëfficiënt. 0,5 is de statische coëfficiënt van hout.
Volgens de wet van Hooke is Fveer = –k u.
- De statische wrijvingskracht F werkt omhoog op de helling en wordt gegeven door: F=μsR. waarbij μs de statische wrijvingscoëfficiënt is en R de normaalreactiekracht .
De waarde van de dynamische wrijvingscoëfficiënt is meestal afhankelijk van de snelheid waarmee de massa over de ondergrond schuift. Doorgaans neemt de wrijvingskracht (bij benadering evenredig) met de snelheid af: waarin: μd0 = dynamische wrijvingscoëfficiënt bij klein snelheidsverschil.
De afschuifsterkte is het quotiënt van de gemeten kracht op het moment van afscheiding van het remblokmateriaal en het oppervlak van het frictiemateriaal.
De wrijvingshoek is de minimale hellingshoek van het hellende vlak waarbij een lichaam dat stilstaat op het hellende vlak, naar beneden glijdt .
In de natuurkunde is statische wrijving de weerstand die ontstaat als twee oppervlakken die tegen elkaar aan gedrukt worden, een kracht langs het oppervlak ondergaan, voordat ze in beweging komen.
In situaties als deze, waarbij een object met massa m van een helling afglijdt die een hoek θ maakt met de horizontale, wordt wrijving gegeven door f k = μk mg cos θ . Alle objecten glijden van een helling af met een constante versnelling onder deze omstandigheden.
Dit reken je uit met de formule Fr/m = dV/dt.
De normaalkracht (FN) is de kracht die ervoor zorgt dat een voorwerp niet door een ondergrond heen zakt.
De maximale waarde van de statische wrijving wordt de grenswrijving genoemd.
Wrijvingskracht is een contactkracht . Wrijving is de kracht die beweging tegenhoudt wanneer het oppervlak van een object in contact komt met het oppervlak van een ander object. Voorbeeld: Wrijvingskracht tussen twee stenen die tegen elkaar wrijven.
De maximale statische wrijvingskracht is: (f s ) max = μ s N waarbij μ s de coëfficiënt van statische wrijving is. Statische wrijving is subtiel omdat de statische wrijvingskracht variabel is en afhankelijk is van de externe krachten die op een object werken. Dat wil zeggen, f s ≤ μ s N, terwijl (f s ) max = μ s N.
De wrijvingscoëfficient μ hangt af van welke stoffen over elkaar wrijven. De waarde van μ voor ijzer op ijzer is ongeveer 1,0; die van leer op hout is 0,35 (met leren zolen op een houten vloer glijd je gemakkelijk uit!).
De mate van schuifwrijving hangt af van de grootte van het contact oppervlak en de mate van gladheid van zowel het voorwerp als de vloer.
Een waarde van 1 betekent dat de wrijvingskracht gelijk is aan de normaalkracht . Het is een misvatting dat de wrijvingscoëfficiënt beperkt is tot waarden tussen nul en één. Een wrijvingscoëfficiënt die groter is dan één betekent gewoon dat de wrijvingskracht sterker is dan de normaalkracht.
Als in de ruimte geen lucht is, dan is er toch ook geen wrijvingskracht die bewegingen tegenwerkt.