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.

Skizze

Arten

Es wirken beim Reibungsprozess unterschiedliche Arten von Reibungskräften.

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.(Erdgravitation)

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

Gleitreibung ($\vec{F}_{GR}$)= Braucht weniger Kraft ,als die Haftreibung und wirkt in der Bewegung des               Gegenstands. (Eine weitere Art ist 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 schwer vortzubeugen ist.

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 Gleitreibung= $\vec{F}_{GR}$ = m × g × ( $\mu_{GR}$)

Übungsaufgaben

Olaf aus Deutschland (g= 9,81) zieht zum Umzug einen 10kg schweren Schrank auf einem Stahlboden ( $\mu$Stahl auf Holz = 0,60N) . Berechne erst die Normlakraft um dann die Reibungskraf berechnen zu können. Siehe anschließend die Lösung nach.

Normalkraft:

Reibungskraft:

Hinweis: Schaue dir noch mal die Berechnungsschritte und die richtigen Formelzeichen oben an.

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 denUntergrund ankommt und man kann keine richtige Regelmäßigkeit erkennen. Dies hängt wahrscheinlich an dem nicht 100 % gleichmäßigen ziehen von menschlicher Hand. Man kann aber sagen, dass es sich erstaunlicher Weise beim Sandpapier am leichtesten zog und bie Plastik und Holz schwerer. Um den Reibungskoeffizienten also genau zu bestimmen braucht man die Tabelle mit den genauen Werten aus dem Internet.