sciencetalk

hoi allemaal,
 
op school moet we de theorie uitleggen van rolweerstand. we hebben de formules al, maar we hebben een vraag over de theorie.
deze luidt als volgt;
de rolweerstand wordt beïnvloed door het soort materiaal waarvan het voorwerp en de ondergrond zijn gemaakt.
maar op welke manier beïnvloed het materiaal dit.
 
alvast bedankt

Als een wiel op een ondergrond rijdt, vervormen zowel het wiel als de ondergrond door elastische vervorming. Een deel van de vervormingsenergie wordt omgezet in warmte, dit deel gaat ten koste van de bewegingsenergie - dat kan niet anders want door de beweging ontstaat de warmte. Als een object bewegingsenergie verliest, moet er een afremmende kracht zijn die (negatieve) arbeid verricht op het voorwerp. Het lijkt misschien een wat willekeurige stap om van energieverlies door te redeneren naar kracht maar bedenk dat de enige manier om een massa te vertragen - en dus om er bewegingsenergie aan te onttrekken - een kracht is.
 
Immers, een verlies aan kinetische energie betekent vertraging en een voorwerp met massa kan alleen vertragen als er een tegenwerkende kracht op werkt.
 
Om snelheid te behouden heb je dan dus een motor nodig die positieve arbeid verricht die de negatieve arbeid door de rol wrijving compenseert (totale arbeid 0 <=> snelheid constant).
 
De vraag of de rolwrijving eigenlijk wel een kracht is, is aan de ene kant wel interessant want er is niets concreets dat het voertuig tegenhoudt behalve dan een beetje warmteontwikkeling. Maar aan de andere kant boeit het niet want het effect van rolwrijving is snelheidsvermindering. Dit wordt door de 2e wet van Newton prima beschreven door een wrijvingskracht. Maar je voelt het ook. Duw maar eens een zware kruiwagen door de modder.
 
Dat er bij vervorming energie kan worden omgezet in warmte, merk je als je een postelastiek herhaaldelijk snel uitrekt en terug laat veren. Je kunt dan met je bovenlip (die heel gevoelig is voor warmte) controleren dat het ding warm wordt. Dat komt doordat de F,u grafiek van het elastiek hysterese vertoont; de heenweg bij het uitrekken kost meer kracht dan kracht die het elastiek op de terugweg uitoefent. Het oppervlak tussen de F,s karakteristiek van heen- en terugweg is de warmte die per keer vrijkomt.