EO

Wat hebben aardbevingen en violen met elkaar gemeen?

10 april 2019 om 14:58 uur

Schets van de meetopstelling: het raakvlak tussen een plastic bol en een glasplaat wordt met een fluorescentiemicroscoop geobserveerd terwijl de wrijvingskracht wordt gemeten door de plaat waaraan de bol is bevestigd te draaien. De moleculen aan het oppervlak lichten op wanneer ze worden geraakt. (Schets: B. Weber et al.)

Een violist produceert muziek doordat zijn of haar strijkstok langs de snaren van de viool ‘stick-slipt’: er is geen continue glijdende beweging, maar een afwisseling van stilstand en slip. Dit effect wordt veroorzaakt doordat de wrijvingskracht – de kracht die de relatieve beweging van oppervlakken in contact tegengaat – afneemt op het moment dat die beweging start. Natuur- en scheikundigen van de UvA hebben het mechanisme verantwoordelijk voor deze afname van de wrijving in beeld gebracht.


Aardbevingen zijn het gevolg van het schoksgewijs langs elkaar glijden van het materiaal aan weerszijden van een breuk in de aardkorst. Een experiment op kleine schaal waarin vergelijkbare schokkende bewegingen ontstaan, gaat als volgt: leg een dik boek op een tafel, verbind een elastiekje aan het boek en trek aan het elastiekje om het boek in beweging te krijgen. Op het moment dat de kracht waarmee aan het elastiekje wordt getrokken groter is dan de wrijvingskracht tussen het boek en de tafel, schiet het boek vooruit, om vervolgens weer tot stilstand te komen. De oorzaak van deze schokkende beweging - ook wel stick-slip genoemd - is dat de wrijvingskracht die de glijbeweging van het boek tegengaat, afneemt op het moment dat het boek in beweging komt: de dynamische wrijving is lager dan de statische wrijving.

 

Experiment

Hoe komt het dat de wrijving afneemt op het moment dat de beweging begint? Dat is precies de vraag die natuurkundigen Daniel Bonn en Bart Weber en scheikundigen Fred Brouwer en Tomislav Suhina beantwoorden aan de hand van een experiment.


In dit experiment (zie afbeelding rechtsboven) wordt het grensvlak tussen een glasplaatje en een plastic bolletje van ongeveer 1 mm groot in beeld gebracht met behulp van een fluorescentiemicroscoop. Op het glasplaatje is een enkele laag van speciale, drukgevoelige moleculen bevestigd. Deze moleculen lichten op wanneer ze in contact komen met het boloppervlak en laten zo zien waar de hoogste pieken op het ruwe boloppervlak de vlakke glasplaat raken. Deze contactpunten zijn collectief verantwoordelijk voor het genereren van de wrijvingskracht tussen de twee oppervlakken; hoe groter het totale raakvlak, des te hoger de wrijvingskracht.


Er werd, om de afnemende wrijving te verklaren, lange tijd aangenomen dat tijdens de overgang van statische naar dynamische wrijving het contactoppervlak kleiner wordt - net als de wrijvingskracht zelf. De nieuwe metingen tonen aan dat dit verrassend genoeg niet het geval is, maar dat er een alternatieve verklaring is voor het verschil tussen statische en dynamische wrijving. Op het moment dat de bol in beweging komt smelten de contactpunten als het ware, waardoor ze makkelijker glijden en de wrijving lager wordt.

 

Gerelateerd nieuws

Boyan Slat krijgt concurrentie van een krab

Boyan Slat krijgt concurrentie van een krab

Aan de TU in Pisa is een robot-krab ontworpen die plastics uit de oceaan vist. Silver (Seabed-Interaction Legged Vehicle for Exploration and Research) is vorige week getest in de zee bij Meloria voor de Italiaanse kust.

Nieuwe testperiode Ocean Cleanup System 001 in juni

New & improved: de Ocean Cleanup

The Ocean Cleanup-organisatie van Boyan Slat gaat in de maand juni een nieuwe testperiode in met een aangepast ontwerp. Het nieuwe opruimsysteem 001/B gaat worden getest in de Grote Oceaan op dezelfde plek als System 001…

Tien innovaties genomineerd als finalisten nieuwe Nationale Iconen

Tien innovaties genomineerd als finalisten nieuwe Nationale Iconen

Tien innovatieve technologieën zijn genomineerd als finalisten voor de verkiezing van de nieuwe Nationale Iconen. Het gaat om Nederlandse oplossingen voor wereldwijde vraagstukken op het gebied van gezondheid, energie,…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Groot bereik - wereldwijde toepassing - veilige gegevensoverdracht

Schmersal lanceert nieuw veiligheidslichtscherm met Bluetooth-interface Voor het eerst lanceert de Schmersal-groep een...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 juni 2019, Vianen

Instrumentatie & Analyse event

Het Instrumentatie & Analyse event gaat over de nieuwste ontwikkelingen en uitdagende...

19 juni 2019, Den Bosch

Power Electronics 2019

Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het gebied...

Meer agendapunten »