Wrijving

Wrijving, kracht die het glijden of rollen van een vast object over een ander weerstaat. Wrijvingskrachten, zoals de tractie die nodig is om te lopen zonder uit te glijden, kunnen gunstig zijn, maar ze bieden ook een grote mate van weerstand tegen beweging. Ongeveer 20 procent van het motorvermogen van auto’s wordt verbruikt om wrijvingskrachten in de bewegende delen te overwinnen.

wrijvingskrachten

Diagram dat illustreert hoe wrijvingskrachten, inclusief kinetische wrijving en statische wrijving, inwerken op objecten in rust en in beweging.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Britannica Quiz
Alles over natuurkundequiz
Wie was de eerste wetenschapper die een gecontroleerde nucleaire ketting uitvoerde reactie-experiment? Wat is de maateenheid voor cycli per seconde? Test je fysica-inzicht met deze quiz.

De belangrijkste oorzaak van wrijving tussen metalen lijkt de aantrekkingskracht te zijn, bekend als adhesie, tussen de contactgebieden van de oppervlakken, die altijd microscopisch zijn onregelmatig. Wrijving ontstaat door het afschuiven van deze “gelaste” verbindingen en door de werking van de onregelmatigheden van het hardere oppervlak dat over het zachtere oppervlak ploegt.

Twee eenvoudige experimentele feiten karakteriseren de wrijving van glijdende vaste stoffen. Ten eerste, de hoeveelheid wrijving is bijna onafhankelijk van het contactgebied. Als een steen langs een tafel wordt getrokken, is de wrijvingskracht hetzelfde, of de steen nu plat ligt of rechtop staat. Ten tweede is de wrijving evenredig met de belasting of het gewicht dat de oppervlakken tegen elkaar drukt . Als een stapel van drie stenen langs een tafel wordt getrokken, is de wrijving drie keer groter dan wanneer aan één steen wordt getrokken. De verhouding van wrijving F tot belasting L is dus constant. Deze constante verhouding wordt de wrijvingscoëfficiënt genoemd en is meestal gesymboliseerd door de Griekse letter mu (μ). Wiskundig gezien is μ = F / L. Omdat zowel wrijving als belasting worden gemeten in eenheden van kracht (zoals ponden of newtons), is de wrijvingscoëfficiënt dimensieloos. De waarde van de coëfficiënt uit De voorspelling voor een geval van een of meer stenen die over een schone houten tafel glijden, is ongeveer 0,5, wat inhoudt dat een kracht gelijk aan de helft van het gewicht van de stenen nodig is om de wrijving te overwinnen door de stenen met een constante snelheid voort te bewegen. De wrijvingskracht zelf is tegengesteld aan de beweging van het object gericht. Omdat de tot dusver beschreven wrijving ontstaat tussen oppervlakken in relatieve beweging, wordt dit kinetische wrijving genoemd.

Statische wrijving daarentegen werkt tussen oppervlakken in rust ten opzichte van elkaar. De waarde van statische wrijving varieert tussen nul en de kleinste kracht die nodig is om beweging te starten. Deze kleinste kracht die nodig is om beweging te starten of statische wrijving te overwinnen, is altijd groter dan de kracht die nodig is om de beweging voort te zetten of om kinetische wrijving te overwinnen.

Neem een Britannica Premium-abonnement en krijg toegang naar exclusieve inhoud. Schrijf u nu in

Rollende wrijving treedt op wanneer een wiel, kogel of cilinder vrij over een oppervlak rolt, zoals bij kogel- en rollagers. De belangrijkste bron van wrijving bij het rollen lijkt de dissipatie van energie te zijn die betrokken is bij de vervorming van de objecten. Als een harde bal op een vlakke ondergrond aan het rollen is, is de bal enigszins afgeplat en is het vlakke oppervlak enigszins ingedeukt in de contactgebieden. De elastische vervorming of compressie die in het voorste deel van het contactgebied wordt geproduceerd, is een belemmering voor beweging die niet volledig wordt gecompenseerd wanneer de stoffen terugveren naar de normale vorm bij het achterste deel. De interne verliezen in de twee stoffen zijn vergelijkbaar met die waardoor een bal niet terugkaatst naar het niveau van waaruit hij valt. Glijdende wrijvingscoëfficiënten zijn over het algemeen 100 tot 1.000 keer groter dan de rolwrijvingscoëfficiënten voor overeenkomstige materialen. Dit voordeel werd historisch gerealiseerd met de overgang van slee naar wiel. (Zie mechanica.)

Write a Comment

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *