Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte722/Reibungskräfte

Grundlagen

An der Grenzflächen zweier Köper trittt Reibung auf z. B. beim Fahrradfahren, dort treten Kräfte zwischen den Reifen und dem Boden auf. Wie stark diese Kraft ist, ist von Material zu Material unterschiedlich, denn jeder Körper hat andere Oberflächenstruktur. Poliertes Glas ist als Beispiel viel Glatter als Holz oder Stein.

Haftreibung

Wenn man einen Körper versuchst in Bewegung zu setzen, dann muss man mit deiner Zugkraft F_Z einen bestimmten Betrag erreichen um diesen in Bewegung zu setzen. Zugkraft F_Z ist ist jetzt entgegengesetzt der Reibungskraft die die Bewegung verhindert. Haftreibungskraft F_HR ist das Maximale der Reibungskraft eines ruhenden Körpers.

Gleireibungskraft

Wenn die Zugkraft größer wird als die Haftreibungskraft so wird der Gegenstand in Bewegung versetzt. Man sagt auch er gleitet. Diese Kraft, die das Geiten hemmt, heißt Gleiteibungskraft F_GR.

Rollreibungskraft (Fahrwiderstandskraft)

Wenn ein Gegenstand rund ist so rollt er. Dort wirkt ebeso wie beim Gleiten eine Kraft die Rollreibungskraft F_RR Diese ist allerdings wesentlich geringer als die Haftreibungskraft und die Gleitreibungskraft siehe Reibungszahlen siehe unten

Rechnung

Wenn man die Haftreibungskraft berechnen will, so muss man die Normalkraft und die Reibungszahl kennen und diese mit einander Multiplizieren.

Normalkraft

Die Normalkraft gibt an wie stark der Körper auf die Unterlage gespresst wird. Bei horizontalem Untergrund ist die Normalkraft F_N gleich seiner Gewichtskraft F_G.

Reibungszahlen

Gibt an wie stark die Reibung von einem bestimmten Untergrund ist. Benötigt man zur Berechnung. Findet man in jedem gängigem Tafelwerk unter Reibungszahlen.

Beispiele:

Stoff	Haftreibungszahl μHR	Gleitreibungszahl μGR	Rollreibungszahl μRR
Reifen auf Asphalt (trocken)	0,8	0,5	0,02
Reifen auf Astphalt (nass)	0,5	0,3	—
Stahl auf Eis	0,03	0,01	—
Stahl auf Stahl (trocken)	0,15	0,1	0,002

Übungsaufgaben

Du willst einen Schlitten auf Eis losziehen der Schlitten wiegt 5kg, berechne die Haftreibung (!500g) (!1kg) (15g) (!5kg)

Eine Lokomotive wiegt 100t und will mit Stahlreifen an einem sonnigen Tag auf Stahl-Schienen fahren wie hoch ist F_RR? (200kg) (!500kg) (!100g) (!10t)

Bei einem Auto was 1,5 Tonnen wiegt blockieren bei Regen die Bremsen, berechne die Gleitreibungskraft. (!2t) (!500g) (!1,2t) (450kg)