Massatraagheid

[simon2]

Ik weet dat hier al vele topics over zijn gemaakt, maar ondanks dat is mij iets niet helemaal duidelijk. Om het onderwerp te introduceren heb ik eerste en ander voorbeeld.

Ik begrijp als een zware massa en lichte massa even snel bewegen de zware massa meer kinetische energie heeft:



Het schijnt zo te zijn dat een lichte auto sneller kan optrekken dan een zware auto (hetzelfde geldt voor het afremmen)

Maar beide auto's zetten zichzelf af ten opzichte van het asfalt. Nu kan een zware auto zichzelf 'harder' afzetten omdat deze auto zwaarder is en harder op de grond drukt.



Dus als beide moren in de auto het benodigde vermogen net zo snel kunnen leveren kunnen beide auto's lijkt mij? net zo snel optrekken?

Dit voorbeeld kan gezien worden als het wegtrekken van een tafelkleed en dat het servies blijft staan.



Beide objecten accelereren dan toch even snel door de de versnelling die wordt opgewekt door de wrijving tussen tafelkleed/plaat en object?

Willen jullie aangeven waar ik de fout in ga, of klopt dit gewoon?

De enige reden dat een zware massa langer zou blijven staan op een tafelkleed dat (snel) weggetrokken wordt zou naar mijn inzien dan het verschil in dynamische wrijvingscoëfficiënt kunnen zijn door verschil in vlaktedruk.

[kotje]

Ik weet dat hier al vele topics over zijn gemaakt, maar ondanks dat is mij iets niet helemaal duidelijk. Om het onderwerp te introduceren heb ik eerste en ander voorbeeld.

Ik begrijp als een zware massa en lichte massa even snel bewegen de zware massa meer kinetische energie heeft:



Het schijnt zo te zijn dat een lichte auto sneller kan optrekken dan een zware auto (hetzelfde geldt voor het afremmen)

Maar beide auto's zetten zichzelf af ten opzichte van het asfalt. Nu kan een zware auto zichzelf 'harder' afzetten omdat deze auto zwaarder is en harder op de grond drukt.



Dus als beide moren in de auto het benodigde vermogen net zo snel kunnen leveren kunnen beide auto's lijkt mij? net zo snel optrekken?

Dit voorbeeld kan gezien worden als het wegtrekken van een tafelkleed en dat het servies blijft staan.



Beide objecten accelereren dan toch even snel door de de versnelling die wordt opgewekt door de wrijving tussen tafelkleed/plaat en object?

Willen jullie aangeven waar ik de fout in ga, of klopt dit gewoon?

De enige reden dat een zware massa langer zou blijven staan op een tafelkleed dat (snel) weggetrokken wordt zou naar mijn inzien dan het verschil in dynamische wrijvingscoëfficiënt kunnen zijn door verschil in vlaktedruk.

Ik geef mijn zienswijze op de auto's. Het gaat hier niet over inwendige energie maar kinetische energie. Als in de beide auto's dezelfde motor zit moet de zware auto meer wrijvingskracht overwinnen dan de lichte auto dus komt de zware auto trager in beweging(geen slippen)

[kotje]

Natuurlijk heeft de zware auto ook een grotere massa.

[simon2]

De zware auto heeft meer wrijving met de grond en kan daardoor ook 'harder afzetten'. Hierdoor moeten beide auto's, net zoals in de berekening toch net zo snel kunnen accelereren..

De luchtwrijving op beide auto's is gelijk aangezien we aannemen dat beide auto's dezelfde vorm hebben maar alleen verschillen qua massa. Hoe het met de rolwrijving zit weet ik niet precies, maar ik neem aan dat dit geen heel groot verschil zal maken.

Het grootste probleem zit hem bij mij in het tafelkleed/plaat wegtrekken (aangezien mijn echte probleem over iets gaat dat hier erg op lijkt).

Ik snap namelijk nog steeds niet waarom een volle waterkan 'beter' blijft staan dan een lege waterkan. Aangezien het volgens mijn berekening 'theoretisch' geen verschil zou moeten maken.

[kotje]

Zelfde oplossing als bij de auto's: grotere wrijving en grotere massa komt moeilijker in beweving en zal dus gemakkerlijker blijven staan als men glad tafellaken wegtrekt.

[die hanze]

je redenering is verkeerd.

Er is een maximale afzettingskracht die gelijk is aan fw=q.m.g. Geen enkele motor kan een grotere kracht dan dat leveren want anders gaat de auto slippen. die kracht= m.a de maximale versnelling is dus a=q.g onafhankelijk van de massa van de auto.

ze kunnen dus even hard maximaal optrekken. Nu normale auto's geven ze een motor die niet over die limiet gaat en er zelfs ver onder ligt want slippen is niet efficient en onveilig. Dus maakt het niet uit of je nu veel of weinig wrijving met de grond hebt of niet.

over het tafelkleed denk ik dat je gelijk hebt, is er een reden waarom het niet zo zou zijn, heb je in de les iets anders gezien?

[shimmy]

Ik heb deze gedachte zelf al meerdere keren op het forum geschreven maar dan ivm de massa van het voertuig en de remweg. (oa hier en hier.

Probleem is, en vooral als je de acceleratie beschouwt, dat je in de dagelijkse praktijk weinig tot geen voorbeelden tegen komt. Jij berekend de maximale uit te oefenen kracht op de band zodat deze net niet slipt, maar vind maar eens een voertuig dat deze kracht continu bij alle toerentallen kan leveren. In de autoindustrie bestaan die volgens mij gewoonweg niet. Daarom zal in de praktijk de lichtere auto altijd sneller zijn. Voor die wagen is het immers mogelijk om continu dichter bij zijn "max wrijvingskracht banden/wegdek" te komen.

[simon2]

Als we nu van de auto afstappen en alleen nog naar het tafelkleed achtige probleem kijken. Ik zal nu mijn 'echte' probleem beschrijven.

Ik heb een plaat met een blokje erop. De plaat wil ik met de hoogst mogelijke acceleratie naar voren bewegen zonder dat het blokje begint te schuiven.

Fw = u * m * g

a=F/m

met:

u = 0.2

m = 10

g = 9.81

dan Fw = 19,62

19,62/10= 1.962 [m/s^2]

Nu stopt de plaat (zo snel mogelijk) met bewegen en schuift(slipt) het blokje over de plaat naar voren. Nu heb ik een overgang van de statische wrijvingscoëfficiënt naar de dynamische wrijvingscoëfficiënt.

Aangezien "statische wrijvingscoëfficiënt< dynamische wrijvingscoëfficiënt" slipt het blokje nu verder dan de weg waarmee deze geacccelereerd is door de wrijving. Maar telt hier nu ook nog massatraagheid mee?

Mij lijkt het van niet, het blokje wordt immers geheel afgeremd door de wrijving. (en ook geheel geaccelereerd door de wrijving)

Maar dit zou niet met het idee achter het tafelkleed stroken dat een zware massa beter blijft staan dan een lichte massa.. Wat ik dus alleen kan verklaren door een verschil in dynamische wrijvingscoëfficiënt welke optreedt door het verschil in vlaktedruk.

Aangezien als ik aan het tafelkleed trek, de wrijving op een zwaar object in verhouding net zo hard werkt als op een licht object.

EDIT: Een dergelijk probleem kom ik tegen bij het maken van mijn afstudeerscriptie. Een onderbouwing met formules is daarom erg gewenst ](*,) Nu kan ik wel (eigenwijs) gaan vertellen dat de massatraagheid bij mijn probleem geen invloed heeft en dit bewijzen via de formules welke ik hierboven gebruikt heb, maar indien ik ergens iets over het hoofd zie en de massatraagheid wel van belang is sla ik toch een behoorlijke flater!

[Jan van de Velde]

http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Tri...co_of_frict.htm

Factors affecting the friction between surfaces

Dry surfaces

1.For low surface pressures the friction is directly proportional to the pressure between the surfaces. As the pressure rises the friction factor rises slightly. At very high pressure the friction factor then quickly increases to seizing

2.For low surface pressures the coefficient of friction is independent of surface area.

3.At low velocities the friction is independent of the relative surface velocity. At higher velocities the coefficent of friction decreases.

µ=Fw/Fn geldt, maar µ is geenszins een kosmologische constante die onder alle omstandigheden ongewijzigd blijft.

Om nog een puntje 4 toe te voegen aan bovenstaande, als het over optrekkende auto's gaat, rubber is geen materiaal als alle andere in dit opzicht. Het "plakt" ook zonder normaalkracht. Contactoppervlak heeft bij (zachtere) rubbers een duidelijke invloed.

In theorie (zonder die plakfactor) zou een Formule-1 wagen op fietsbandjes net zo goed moeten presteren qua wegcontact als op die monsterbanden. In de praktijk blijkt dat anders. (afgezien van het feit dat een fietsbandje onder de heersende krachten aan flarden zou gaan)

Wat betreft het tafelkleedprobleem, die lichtere en die zwaardere waterkan moeten in theorie inderdaad evengoed presteren. Maar in de praktijk zijn kleine verschillen mogelijk. Zodra je gaat werken onder de randcondities komen die kleine verschillen bovendrijven.

[simon2]

In theorie (zonder die plakfactor) zou een Formule-1 wagen op fietsbandjes net zo goed moeten presteren qua wegcontact als op die monsterbanden. In de praktijk blijkt dat anders.

Ik ben blij dat je dit zegt aangezien ik dit zelf ook geconcludeerd heb. En dan inderdaad dat het rubber van de fietsband afvliegt als de F1 zo hard optrekt.

1.For low surface pressures the friction is directly proportional to the pressure between the surfaces. As the pressure rises the friction factor rises slightly. At very high pressure the friction factor then quickly increases to seizing

In mijn boeken staat overal dat de statische wrijvingscoëfficiënt constant is, maar mogelijk dat dit is om het te versimpelen en bij de wetenschappelijke studies er wel een klein verschil is? (SlipStick effect ed.)

Als we deze tekst hierboven aannemen schijnen zware objecten dus in verhouding meer wrijving te hebben?

As the pressure rises the friction factor rises slightly.

Maar dan zou de zware waterkan eigenlijk sneller moeten bewegen dan de lichte (meer wrijving)

Wat betreft het tafelkleedprobleem, die lichtere en die zwaardere waterkan moeten in theorie inderdaad evengoed presteren. Maar in de praktijk zijn kleine verschillen mogelijk. Zodra je gaat werken onder de randcondities komen die kleine verschillen bovendrijven.

[Jan van de Velde]

Maar dan zou de zware waterkan eigenlijk sneller moeten bewegen dan de lichte (meer wrijving)

Er zijn nog vele andere factoren denkbaar. Het water in die kan kan bewegen (hoeft dus niet ogenblikkelijk allemaal even sterk versneld te worden), er is zoiets als een verlaagd zwaartepunt waardoor de gevulde kan stabieler is, en als er geod gekeken wordt zijn er vast nog meer factoren te bedenken die roet in het theoretische eten kunnen gooien.

In theory, there is no difference between theory and practice. In practice, there is.....

(toegeschreven aan Yogi Berra)

[simon2]

Ik weet dat ik lastig ben ](*,)

Maar over het tafelkleed wegtrekken wordt altijd maar gezegd dat het komt omdat massa traag is -> Massatraagheid.

Dan moet dit toch uit te leggen zijn met een formule?

En het water of verlaagde zwaartepunt zijn het niet, immers kan bij een metalen blok en een hol metalen blok het zwaartepunt op dezelfde plek liggen. En hier zit geen water in. En dit zit dan achter dezelfde logica dat er zware spullen op de tafel moeten staan.

[Jan van de Velde]

En dit zit dan achter dezelfde logica dat er zware spullen op de tafel moeten staan.

Ik weet niet wie die "logica" debiteert, maar dat is niet logisch. Die (versnellings)verschillen zijn zeer klein, en zeker niet duidelijk aan massa gerelateerd, om dezelfde reden dat zwaardere en lichtere objecten in principe even snel vallen.

Maar over het tafelkleed wegtrekken wordt altijd maar gezegd dat het komt omdat massa traag is -> Massatraagheid.

Dan moet dit toch uit te leggen zijn met een formule?

yep.

De versnellende kracht Fv = Fw = µ·Fn = µ·m·g (1)

de door het object ondervonden versnelling is a= Fv/m (2)

substitueer 1 in 2:

a= µ·m·g/m = µ.g

en in deze uitdrukking voor de versnelling komt de massa m niet meer voor. Ergo, THEORETISCH is de versnelling van de objecten op het tafelkleed onafhankelijk van de massa.

[simon2]

The key concept here is inertia, or resistance to change in motion.

Bron: http://www.raft.net/ideas/Old%20Tablecloth%20Trick.pdf

•Demonstrate pulling tablecloth out from under china (youtube video). The inertia of the glassware prevents it from moving.

Bron: http://www.mrkremerscience.org/G9-forces-notes.html

Demo: The Old Tablecloth Trick: Classic demonstration illustrates the law of inertia.

Bron: http://www.arborsci.com/prod-The_Best_From...VD_Set-786.aspx

Daarom kan ik er met mijn verstand dus niet bij

[die hanze]

simon, voor de duidelijkheid hij bedoeld hiermee de maximale versnelling die je kan meegeven zonder dat de kan blijft stilstaan. Geef je een hogere versnelling dan blijft de kan staan en glipt het tafelkleed eronder door.