Rd1 Lerninhalte : „Wir zaubern mit Reibung“
Zu vermittelnde Begriffe:
Haft-, Gleit- und Rollreibung, Reibungszahl, Kraftübertragung, Antriebs- / Bremskraft
Zu vermittelnde Inhalte
1. Reibung entsteht, wenn zwei Körper gegeneinander gedrückt werden.
Dies geschieht bereits durch ihr Gewicht. Sollen zwei Körper gegen einander bewegt werden, so muss eine Kraft aufgebracht werden, die die Reibungskraft überwindet; die Reibungskraft wirkt der
Bewegungsrichtung entgegen.
2.Man unterscheidet zwischen Haft-, Gleit- und Rollreibung
Haftreibung ist dann zu überwinden, wenn ein Körper aus dem Ruhezustand in einen bewegten Zustand versetzt werden soll.
Gleitreibung tritt auf, wenn zwei Flächen auf einander gleiten.
Rollreibung tritt auf, wenn ein Körper auf einer Fläche rollt (beispielsweise auf Räder oder Walzen).
(siehe Schaubild 1: Modelle der drei Reibungsarten)
3. Die Größe der Reibungskraft FR hängt von der Rauigkeit/ Reibungszahl (μ) zwischen den
Berührungsflächen ab und der Andrück-/Gewichtskraft (FG), - nicht von der Größe der Berührungsflächen:
FR = μ x FG.
Bei Haftreibung ist die Reibungszahl am größten, bei Rollreibung am geringsten; das heißt:
Haftreibung ist größer als Gleitreibung und Gleitreibung ist größer als Rollreibung.
4. Reibung ermöglicht Kraftübertragung:
Die von einem Rad auf den Untergrund übertragbare Antriebskraft FA richtet sich nach der Größe Reibungskraft FR.
Beispiel Auto:
Ist die Reibungskraft zu gering, kann die verfügbare Antriebskraft nicht auf den Untergrund übertragen werden;
die angetriebenen Räder rutschen durch.
Ist beim Bremsen die erforderliche Bremskraft größer als die verfügbare Reibungskraft, beginnen die Räder zu blockieren und das Auto verliert seine Lenkfähigkeit.
5.
Die Bedeutung des Rades:Das Rad ist eine Erfindung aus der Zeit 2600 v. Chr., um einen Gegenstand mit geringerer Kraft fortzubewegen. Mit Hilfe Rades wird Gleitreibung zu Rollreibung.
Im Gegensatz zu losen Rollen oder Rollenbändern befindet sich das Rad an dem zu bewegenden Gegenstand. Damit Räder sich drehen können, brauchen sie Lager.
Motor
www.zauberhafte-physik.net - Stand: 31.10.2009
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Decke oder Sand erhöhen die Rauigkeit μ; der drückende Mensch erhöht die Andrückkraft FG;
beide Maßnahmen erhöhen die Reibungskraft.
Die höhere Reibungskraft FR ermöglicht die Übertragung einer höheren Antriebskraft FA.
Anwendung zu 4:
Ohne ausreichende Reibung kann ein Auto bei Eis und Schneeglätte nicht anfahren (niedrige Rauigkeit).
FA Angetriebene Räder
