Grundwissen

Das Wichtigste von der Reibung

Theorie - Gleitreibung

Wenn ein Körper auf einer (rauhen) Unterlage gleitet, wirkt eine bremsende Kraft, die Gleitreibungskraft F_R auf ihn.

Man bestimmt die Gleitreibungskraft, indem man den Körper mit konstanter Geschwindigkeit über die Unterlage zieht. In diesem Fall ist der Betrag der Zugkraft gleich dem Betrag der Gleitreibungskraft.

Der Betrag der Gleitreibungskraft F_Rwächst proportional zur Anpresskraft (meist Normalkraft genannt) F_N. Es gilt:

F_R ~ F_N

Mit der Proportionalitätskonstanten μ_R (Gleitreibungszahl) gilt:

F_R = μ_R · F_N

Hinweise:

Bei der Bewegung auf horizontaler Unterlage ist F_N gleich der Gewichtskraft F_G.
Die Gleitreibungszahl hängt wesentlich von der Art und Beschaffenheit der reibenden Flächen ab.

Theorie - Haften

Wird an einem ruhenden Körper gezogen, so kann es sein, dass er sich nicht bewegt sondern auf der Unterlage haftet. Die Haftkraft ist der Zugkraft entgegengerichtet und passt sich ihr in der Größe an.
Erst wenn die Zugkraft die maximale Haftkraft F_H überschreitet, setzt sich der Körper in Bewegung. Ähnlich wie beim Gleiten gilt:

F_H ~ F_N

Mit der Proportionalitätskonstanten μ_H (Haftzahl) gilt:

F_H = μ_H · F_N

Anwendung:

Autoantrieb: Auf das Haften kommt es an!
Der Motor bewirkt, dass die Räder auf die Fahrbahn eine nach hinten gerichtete Kraft ausüben (Steinchen werden nach hinten geschleudert). Aufgrund des Wechselwirkungsgesetzes übt die Fahrbahn auf das Auto eine nach vorne gerichtete Kraft aus. Die Antriebskraft kann nie größer als die maximale Haftkraft sein.

Musterbeispiel:

Vor 4000 Jahren haben ägyptische Bildhauer eine 60 Tonnen schwere Statue vollendet. Beim Transport wird sie von 172 Mann (durchschnittliche Zugkraft 500 N pro Mann) auf einem Schlitten gezogen.

a) Berechne die Anpresskraft der Statue.

b) Welche Gleitreibungszahl herrschte bei diesem Transport?

c) Durch welche Maßnahme (siehe Bild) erreichten die Ägypter, dass die Gleitreibungszahl einen relativ kleinen Wert besaß?

zur Lösung