Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte741/Reibungskraft

Einführung:

Die von dem Schweizer Physiker Konrad Euler ( 1707-1783) erforschte Reibungskraft begegnet uns oft im Alltag wie z.B beim verschieben von Dingen oder selbst beim Gehen reiben wir an der Luft.

Doch wie entsteht Reibung eigentlich genau?

Reibungskraft oder auch Bewegungshemmende Kraft entsteht durch verschiedene sich berührende Oberflächen, die durch die entgegengesetzte Zugkraft übereinander schleifen. Die Oberflächenbeschaffenheit der Körper ist wichtig, da(nicht mit bloßen Auge sichtbar) kleine Häkchen von selbst glatt polierten Flächen sich ineinander verhaken und die Fortbewegung erschweren. Reibungskraft wird in Newton (N) angegeben und man misst sie mit einem Federkraftmesser.

Arten:

Es wirken beim Reibungsprozess unterschiedliche Arten von Kräften.

Zugkraft ($\vec{F}$)= die kraft die du aufwenden musst um den Gegenstand fort zu bewegen. 

Normalkraft ($\vec{F}_N$)= Das Gewicht von dem Gegenstand wirkt nach unten.

Haftreibung ($\vec{F}_{HR}$)= Wirkt beim Ruhestand des Gegenstandes. Zugkraft muss größer sein als die Haftreibung. 

Gleitreibung ($\vec{F}_{GR}$)= Weniger als die Haftreibung und wirkwirkt nach in der Bewegung des Gegenstands. ( im Falle der Skizze. Es gibt auch noch die Rollreibung) 

Berechnung

1.Muss die Normalkraft ( $\vec{F}_N$) wissen.

Formel: ($\vec{F}_N$ ) = m (Masse) × g (Ortsfaktor)

2.Muss den Reibungskoeffizienten ($\mu$ ) wissen. Kann man im Internet nachschlagen und ist wichtig ,weil nicht jeder Körper auf jedem Körper gleich Reibung erzeugt.

3. Nun kann man die Reibungskarft bestimmen.

($\vec{F}_R$ ) = ( $\mu$) × ( $\vec{F}_N$)

4. Genau so kann man auch die

Haftreibung = $\vec{F}_{HR}$ m × g × ($\mu_{HR}$ )

und die Gewichtskraft = ( $\vec{F}_{GR}$) = m × g × ( $\mu_{GR}$)

Übungsaufgaben:

Olaf aus der Schweiz (g= 9,81) zieht zum Umzug einen 10kg schweren Schrank auf einem Stahlboden. Berechne erst die Normlakraft und anschließend die Reibungskraft. (Lösung)

($\mu$:

Quizz:

Haftreibung	$\vec{F}_{HR}$
Normalkraft	$\vec{F}_N$
Gleitreibung	$\vec{F}_{GR}$

Experiment:

Material:

Beliebiger Holzquader, 100g 200g 300g Gewichte, Federkraftmesser, Sandpapier, Plasteuntergrund,

Ausführung:

Ziehe den Holzquader in möglich gleichem Tempo über einen der Untergründe und lege nach jedem Durchgang ein neues Gewicht auf den Quader. Miss nach jedem neuen Gewicht den Wert des Federkraftmessers und trage ihn in die Tabelle ein. Wiederhole das mit jedem Untergrund.

Messwerte:

	100g	200g	300g
Sandpapier	0,25N	0,5N	0,6N
Plastik	0,65N	1,1N	1,5N
Holzboden	0,6N	1,5N	1N

Ergebnis:

Anhand der Messwerte kann man sehen, dass es wirklich sehr stark auf den Untergrund ankommt und man kann keine richtige Regelmäßigkeit erkennen. Diese kann aber auch von dem nichtgleichmäßigen ziehen liegen. Man kann aber sagen, dass es erstaunlicher weise beim Sandpapier am leichtesten zog und bie Plastik und Holz schwerer. Um die Reibungskarft also genau zu bestimmen braucht man also die Tabelle mit den genauen Werten des Reibungskoeffizienten.