Wrijvingskracht

Dit applet laat u het krachten diagram en de beweging van een systeem met wrijving zien.

Een massa m₁ ligt boven op een andere massa, m₂, die met een koord verbonden is met massa m₃.
Het koord loopt over een wrijvingsloze katrol.
De massa van elk blok staat rechts onder in het scherm vermeld.
De wrijvingscoëfficiënt tussen de verschillende massa is steeds gelijk.
Wrijving ontstaat waneer twee voorwerpen over elkaar bewegen.
Omdat de oppervlaktes ruw zijn, bewegen de voorwerpen niet in een rechte lijn; het bovenste blok moet een beetje opgetild worden.
Zie ook in de figuur hiernaast.
Het krachtendiagram voor massa m₂ is links in het venster te zien.
De verklaring van de vectoren, hun kleur en wie de kracht veroorzaakt:

Aanwijzingen voor de animatie
1. Klik op "Start" om met de animatie te beginnen.
2. Klik in het witte gebied van elk blok om de massa te veranderen:
  - klik met de rechter muisknop en de massa neemt met 1 "massa-eenheid" toe,
  - klik met de linker muisknop en de massa neemt met 1 "massa-eenheid" af.
3. Klik met de linker muisknop en de animatie wordt tijdelijk stopgezet, totdat je een tweede keer klikt.
4. Klik op "Reset" om alles naar de standaard waarden te herstellen.
Een uitdaging nodig? Probeer eens de volgende situaties te bereiken:
- m₁ en m₂ versnellen niet: netto kracht is nul
- m₁ en m₂ versnellen samen.
- m₁ en m₂ versnellen verschillend: a₁. a₂. Welke is groter?
Dit is een voorbeeld.
De spankracht in het koord is T
- De massa's van de blokken zijn m₁, m₂ en m₃, met hun respectievelijke versnellingen a₁, a₂ en a₃.
- De normaalkracht van m₂ op m₁: N₁₂ = m₁g met g de valversnelling.
- Dus de wrijvingskracht f₁₂ m₁g
- De normaalkracht van de tafel op m₂: N₂ = (m₁ +m₂)g
- De wrijvingskracht f₂ (m₁ +m₂)g
- Voor m₁ geldt: f₁₂ = m₁a₁
- Voor m₂ geldt: als T > (f + f₂ ) dan T - (f₁₂ + f₂) = m₂ a₂ anders f₂ = T en a₂ = 0.
- Voor m₂ geldt: T - m₃g = m₃a₃
Uit de bovenstaande vergelijkingen kunnen we de versnellingen berekenen.