Wrijving tussen twee draaiende schijven

Jacob stelde deze vraag op 16 augustus 2021 om 20:46.

Ik heb dus twee schijven waarvan er eentje gemotoriseerd is. Omdat de eerste schijf draait door de motor, begint de tweede ook met draaien vanwege de frictie. Nu weet ik door een sensor hoe snel de tweede schijf kan draaien.

Nu moet ik een grafiek maken waarbij ik wrijving vs normaalkracht laat zien. Hoe kom ik aan de juiste data om die wrijving te kunnen berekenen? Ik heb het zelf al geprobeerd maar ik kom er niet uit. 

Reacties

Jan van de Velde op 16 augustus 2021 om 22:08
dag Jacob,

In het kader van welke opleiding moet je dit experiment uitvoeren? 

Jacob

Nu weet ik door een sensor hoe snel de tweede schijf kan draaien.

Tenzij er een of ander (tegen)moment wordt uitgeoefend op die tweede schijf draait die net zo snel als de eerste. Zeker na enige tijd, en dat zal ook wel de bedoeling zijn, want anders wordt het hele zaakje binnen de kortste keren letterlijk gloeiend heet, en daar kan ik me weinig nuttigs bij bedenken. 

Wat je dus moet doen is de (normaal)kracht meten waarmee de tweede schijf tegen de eerste wordt gedrukt. Dat veroorzaakt een wrijvingsmoment dat een hoekversnelling veroorzaakt. Via die sensor zou je op een of andere manier ook de hoekversnelling van die tweede schijf moeten kunnen bepalen.

Groet, Jan




Jacob op 19 augustus 2021 om 09:40
Hoi Jan,

Dank je voor je reactie. Ik meet de normaalkracht met een gewicht dat vast zit aan de mount van de ene schijf met een touwtje waardoor de twee schijven tegen elkaar aan worden gedrukt. Ik heb dus de hoekversnelling van de tweede schijf en de normaalkracht. Hoe ga ik hiermee verder?

Dit experiment was geen verplichting, maar kreeg de opdracht om op mezelf verder te gaan experimenteren.
Jan van de Velde op 19 augustus 2021 om 14:01

Jacob

 Ik heb dus de hoekversnelling van de tweede schijf en de normaalkracht. Hoe ga ik hiermee verder?

 Laten we van dit rotatieprobleem eventjes een lineair broertje proberen: 

We hebben een horizontale, gladde, snellopende lopende band waarop we een blokje kunnen leggen. Door de wrijvingskracht ( µ·Fn ) krijgt dat blokje (laten we zeggen massa 0,4 kg, gewicht 4 N) een versnelling van 2,0 m/s² (totdat het dezelfde snelheid heeft als de lopende band). 

Als je dat lukt kun je op zoek naar de rotatie-equivalenten van dit probleem. 

Hulpje daarbij met de groeten van mijn 50 jaar oude vwo-natuurkundeboeken :)



Ik weet alleen even niet zeker hoe die wrijvingskracht om te zetten naar een wrijvingsmoment: de wrijving is uiteraard verdeeld over heel die schijf, allemaal krachtelementjes. Verder van de as heeft zo`n elementje meer moment, maar bovendien zijn er verder van de as ook meer van die elementjes (grotere omtrek). Daar heb ik nog nooit zo over nagedacht. 

Groet, Jan
toppertje

Theo de Klerk op 21 augustus 2021 om 15:19

Wat Jan bedoelt is dat je de momenten voor elke straallengte apart moet berekenen en dan optellen. (het moment is even groot zijn voor alle punten op een zelfde afstand r en dus verschillend voor straallengtes die varieren tussen 0 <= r <= R want M = rF) 
Aannemend dat de kracht waarmee de platen opeen gedrukt worden gelijkelijk verdeeld wordt over de hele schijf (en daarmee een druk vormt) kun je de kracht op elke positie gelijk stellen aan Fwrijv/oppervlak schijf. Een ring heeft daarbij het oppervlak 2πr dr  (=omtrek x dikte)
Als je dan de berekening uitvoert voor elke smalle ring tussen 0 <= r <= R dan vind je de simpele uitkomst
 M = 2/3 R  μFN  waardoor je alleen de totale aandrukkracht FN en straal R van de schijf hoeft te kennen (en natuurlijk de statisch wrijvingscoefficient μ)
Joren op 24 maart 2025 om 20:19

Dag jan heb je specificaties wat je project allemaal inhoudt? Wil namelijk iets dergelijks maken.

Jan van de Velde op 24 maart 2025 om 20:48

Joren

Dag jan heb je specificaties wat je project allemaal inhoudt? 

Dag Joren,
Ik heb/had hier geen project. Jacob was hier iets met draaiende schijven aan het doen als je dat bedoelt. Maar misschien ziet hij dat er hier gereageerd is, en misschien wil hij dan wat daarover kwijt. Echter, geen enkele garantie daarvoor.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vier appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)