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Reibung

Skripte
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Reibung

Reibung herrscht zwischen allen Körpern, die sich berühren. Du kannst dir das so vorstellen, dass die Oberfläche von jedem Körper rau ist. Auch bei Gegenständen die auf den ersten Blick glatt aussehen, erkennt man bei genauerem Betrachten, zum Beispiel unter dem Mikroskop, Unregelmäßigkeiten.
Mechanik: Reibung
Abb. 1: raue Oberfläche bei Körpern
Mechanik: Reibung
Abb. 1: raue Oberfläche bei Körpern

Haftreibung

Zwei Körper sind miteinander verzahnt und es benötigt eine bestimmte Kraft diese beiden Körper in Bewegung zu setzen. Es muss die Haftreibungskraft überwunden werden. Diese Haftreibungskraft $F_H$ setzt sich zusammen aus der Normalkraft $F_N$, die Kraft, die senkrecht zur Auflagefläche steht und einer stoffspezifischen Größe $\mu$, der Haftreibungszahl.
$F_H = F_N \cdot \mu_H$
Mechanik: Reibung
Abb. 2: Haftreibung verhindert das Rutschen des Körpers
Mechanik: Reibung
Abb. 2: Haftreibung verhindert das Rutschen des Körpers

Gleitreibung

Wenn sich zwei Körper relativ zueinander in Bewegung befinden, tritt eine Gleitreibung auf. Die Reibungskraft wirkt immer entgegen der Bewegungsrichtung, denn sie hemmt die Bewegung und wirkt ihr wie ein Widerstand entgegen. Die Gleitreibungskraft $F_{Gl}$ lässt sich ebenfalls aus der Normalkraft $F_N$ und einer spezifischen Größe, in diesem Fall der Gleitreibungszahl $\mu_{Gl}$, berechnen.
$F_{Gl} = F_N \cdot \mu_{Gl}$
Mechanik: Reibung
Abb. 3: Wenn der Körper in Bewegung ist, gibt es Gleitreibung
Mechanik: Reibung
Abb. 3: Wenn der Körper in Bewegung ist, gibt es Gleitreibung
Die Gleitreibung ist immer kleiner als die Haftreibung.
$\mu_{Gl} < \mu_H$

Rollreibung

Wenn ein Körper auf einer Fläche rollt, tritt auch Reibung auf, die Rollreibung. Dies ist zum Beispiel bei den Autoreifen der Fall, die über die Straße rollen. Es ist wichtig, dass die Reibung auftritt, denn sie sorgt dafür, dass der Reifen auf der Straße haftet. Hast du dich schon mal gefragt, wieso man im Winter die Reifen wechseln sollte? Der Grund dafür ist, dass es im Winter glatt werden kann und sich somit die Reibungszahl ändert. Dem Effekt wird entgegengewirkt, indem der Reifen rauer konstruiert wird. Die Berechnung unterscheidet sich zur Haft- und Gleitreibung wieder nur in der Reibungszahl, hier die Rollreibungszahl.

Die Reibungszahl

Die Reibungszahl lässt sich experimentell bestimmen. Je größer der Wert, desto größer ist auch der Widerstand, der die Bewegung hemmt. In der Tabelle kannst du dir einige Beispiele anschauen und die Werte für verschiedene Stoffe vergleichen.
StoffeHaftreibungszahl $\mu_{H}$Gleitreibungszahl $\mu_{Gl}$
Stahl auf Holz$0,5$$0,4$
Stein auf Holz$0,9$$0,7$
Stahl auf Eis$0,03$$0,01$

Der Luftwiderstand

Wir sind ständig von Luft umgeben. Sie stellt auch einen Widerstand dar, wenn wir uns bewegen. Wir müssen die Luft wegdrücken, um uns fortzubewegen. Der Luftwiderstandswert wird mit $c_w$ bezeichnet. Der Wert ist abhängig von der Form und der Geschwindigkeit mit der sich ein Körper bewegt. Die Autoindustire versucht den $c_w$ Wert für Autos zu so klein wie möglich zu machen, indem die Form so verändert wird, dass die Luft besser vorbeiströmen kann. Das Auto muss dann weniger Widerstand leisten und hat somit einen geringeren Benzinverbrauch.
Bildnachweise [nach oben]
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