Met welk experiment kan men de dynamische wrijvingscoëfficiënt meten?

In het algemeen kan je dergelijke coëfficiënten experimenteel bepalen door op zoek te gaan naar een vergelijking waar ze in voorkomen en vervolgens in de opstelling alle andere parameters die in de vergelijking voorkomen experimenteel te bepalen.

Het hangt er natuurlijk van af over welke opstelling je beschikt en welke parameters je kan variëren. Een mogelijke methode om de dynamische wrijvingscoëfficiënt op te meten is door gebruik te maken van een hellend vlak, waarvan je de hellingsgraad zelf kan variëren. Beschouw bijvoorbeeld de opstelling zoals weergegeven in de figuur in bijlage: een blokje dat onder invloed van de zwaartekracht voortglijdt op een helling.

Uit deze figuur kan je afleiden dat de normaalkracht F_N  gelijk is aan de y-component van de zwaartekracht F_Zy (let op de definitie van het assenstelsel), aangezien het blokje niet door de grond valt en ook niet opstijgt. Indien het voorwerp in beweging is, wordt de wrijvingskracht bepaald door de dynamische wrijvingscëfficiënt: F_W = μ_dF_N.

Het blokje zal zich dus beperken tot een ééndimensionale beweging (volgens de x-richting), waarvan de resulterende kracht bepaald wordt door het verschil in grootte van de x-component van de zwaartekracht (F_Zx ) en de wrijvingskracht (F_W). Dit stelt ons in staat om de wrijvingscoëfficiënt te bepalen wanneer we de versnelling van het blokje bepaald hebben.

Stel immers dat je over de luxe beschikt dat je de hellingsgraad α kan variëren. Dan zou je zo de hoek kunnen zoeken waarvoor het blokje geen resultante kracht en dus ook geen versnelling voelt. Het blokje beschrijft dan een éénparig rechtlijnige beweging, volledig bepaald door de beginsnelheid die jij hem hebt gegeven. Onder deze hoek α is F_Zx = F_W, of F_Z sin α=μ_d F_z cos α. De dynamische wrijvingscoëfficiënt is dus gelijk aan de tangens van de hoek waarvoor het blokje in beweging op een constante snelheid beweegt.

beste groeten,

Vincent