IJsavonturen

Technische Begrippen

Wrijving:

Wrijving is, in de mechanica, de weerstand die optreedt wanneer twee oppervlakken langs elkaar schuiven, terwijl ze tegen elkaar aan gedrukt worden. Wrijving kan leiden tot vormverandering en warmteproductie.

• Wrijving is de kracht die ervoor zorgt dat dingen niet zomaar over een oppervlak glijden.
• Hoe ruwer het oppervlak, hoe meer wrijving er is, en hoe langzamer iets glijdt.
• Een glad oppervlak, zoals plastic, heeft minder wrijving, waardoor de sneeuwpop sneller glijdt.

Hellingshoek:

• De hellingshoek is hoe schuin het oppervlak staat.
• Hoe steiler de helling, hoe sneller de sneeuwpop beweegt. Dit komt omdat de zwaartekracht harder aan de sneeuwpop trekt.

Zwaartekracht:

• De kracht die alles naar beneden trekt. Op een helling trekt zwaartekracht de sneeuwpop omlaag en zorgt ervoor dat hij begint te glijden.

Snelheid:

Snelheid is hoe snel iets beweegt.  Dit wordt beïnvloed door:

• Hoe glad het oppervlak is.
• Hoe steil de helling is.
• Hoe zwaar de sneeuwpop is.

Berekening van de helling en wrijving voor onze breinkrakers

Om de helling en de wrijving te berekenen, moet je kijken naar de relatie tussen de krachten die op de sneeuwpop werken. Hier is de uitleg:

Hoe bereken je de hellingshoek?

De hellingshoek wordt meestal uitgedrukt in graden. Je kunt de hellingshoek α berekenen als twee afstanden bekend zijn: de horizontaal gemeten afstand d onder de helling en de verticale stijging h die daarbij hoort. tan α = h/d

Hoe bepaal je de helling?

Het hellingspercentage van een heuvel, helling of berg is gelijk aan het hoogteverschil Δh gedeeld door de horizontale afstand d maal 100%. Een hellingspercentage van 10% geeft aan dat tussen vertrek en eindpunt de weg 10 m hoger ligt per 100 m horizontaal afgelegde weg.

De wrijvingskracht

Wrijvingskracht is de kracht die de beweging van een object tegenwerkt wanneer het over een oppervlak beweegt of probeert te bewegen.

Er zijn twee hoofdtypen wrijving:

• Statische wrijving – Dit is de wrijving die een object tegenhoudt voordat het begint te bewegen. Het is meestal groter dan de wrijving tijdens beweging.
• Kinetische (of dynamische) wrijving – Dit is de wrijving die werkt op een object dat al in beweging is.

De hoogte van de kracht wordt bepaald door de wrijvingscoëfficiënt. Er bestaan tabellen met daarin de wrijvingscoëfficiënt. Deze bepaalt hoeveel wrijving er is tussen 2 oppervlaktes. De waarde van de wrijvingscoëfficiënt hangt af van de gebruikte materialen. Bijvoorbeeld, metaal op ijs heeft een zeer lage wrijvingscoëfficiënt als er druk uitgeoefend wordt omdat het ijs smelt onder hoge druk. De oppervlakken glijden gemakkelijk over elkaar heen omdat zich altijd een vloeistoflaagje tussen het metaal en het ijsoppervlak bevindt; daarom kan een schaatser zo hard gaan. Rubber op steen, daarentegen, heeft een hoge wrijvingscoëfficiënt (rubber schoenen op stoeptegels glijden niet gemakkelijk).

De wrijvingscoëfficiënt zelf bepalen (statische, vanuit stilstand dus)

Als je de helling (bijvoorbeeld een boek) plat neer ligt, dan heeft je sneeuwpop alleen de kracht naar beneden, die hem op je boek drukt. Als je nu je boek steeds schuiner houdt, dan ontstaat er ook een kracht om je sneeuwpop te willen schuiven. Zolang de kracht naar beneden (dus in het boek) groter is, blijft hij op zijn plaats en zodra de kracht om hem te willen schuiven groter is, gaat hij schuiven.

Je zet je sneeuwpop op je platte helling. Vervolgens doe je de helling langzaam omhoog. Op het moment dat je sneeuwpop gaat glijden, hou je je helling vast en beweeg je niet verder omhoog. Nu meet je de afstand van vooraan je boek tot de achterkant (dus loodrecht naar beneden). Daarna meet je de hoogte van de hoge kant van je helling. Je deelt nu de hoogte door de afstand en dit is de wrijvingscoëfficiënt.

Grappig genoeg maakt de contactoppervlakte en het gewicht niks uit. Had jij dit ook al ontdekt?