Was versteht man unter der Haftreibungskraft?
- Stellen Sie sich vor, Sie ziehen oder schieben einem Gegenstand, der auf einer waagerechten Ebene liegt. Trotzdem bewegt sich dieser Gegenstand nicht auf Anhieb. Ebenso rutscht nicht jeder Gegenstand, der auf einer schiefen Ebene liegt, sofort nach unten.
- Die Ursache dafür ist die Reibung zwischen beiden Oberflächen. Solange sich der Gegenstand im Ruhezustand befindet, handelt es sich dabei um Haftreibung.
- Die Haftreibungskraft ist die Kraft, die eine Bewegung des Gegenstandes verhindert, wenn ohne Reibungswirkung eine andere Kraft diese Bewegung verursachen würde. Bei einer schiefen Ebene ist das die Hangabtriebskraft. Die Haftreibungskraft wirkt entgegengesetzt dieser Kraft.
- Aus Erfahrung wissen Sie, dass es von den Oberflächen des Gegenstandes und des Untergrundes abhängt, wie leicht sich ein Gegenstand sowohl auf einer schiefen Ebene als auch beim Ziehen oder Schieben auf einer waagerechten Ebene in Bewegung setzt. Je rauer die Flächen sind, desto schwerer lässt sich der Gegenstand bewegen, desto größer ist die Haftreibungskraft.
- Sicher haben Sie auch schon festgestellt, dass Sie mehr Kraft brauchen, einen schweren Gegenstand in Bewegung zu versetzen, als einen leichten.
- Beachten Sie, dass sich der Gegenstand im Ruhezustand befinden muss, damit Haftreibung vorliegt. Sobald er sich in Bewegung setzt, handelt es sich um Gleitreibung, für die wieder andere Gesetzmäßigkeiten gelten. Als weitere Reibungsart existiert auch noch die Rollreibung, wenn der Gegenstand die Möglichkeit zum Rollen hat.
Eine schiefe Ebene, das kann eine steile Strecke bergauf, aber auch der Gewindegang einer Schraube …
So berechnen Sie den maximalen Betrag dieser Größe
Solange sich der Gegenstand im Ruhezustand befindet, ist die Haftreibungskraft gleich der auf den Körper einwirkenden Kraft. In der Praxis oder bei Schulaufgaben stehen Sie jedoch meist vor der Aufgabe, die maximale Haftreibungskraft zu berechnen. Diese entspricht der Kraft, die maximal auf einen Körper einwirken kann, ohne dass er sich bewegt.
- Ermitteln Sie die Normalkraft, denn diese entspricht der Anpresskraft des Gegenstandes auf den Untergrund. Liegt der Gegenstand auf einer waagerechten Ebene, entspricht die Normalkraft der Gewichtskraft. Auf einer schiefen Ebene ermitteln Sie die Normalkraft durch Multiplikation der Gewichtskraft mit dem Kosinus des Neigungswinkels der Ebene.
- Eine weitere Größe, die Sie für die Berechnung brauchen, ist die Haftreibungszahl, die von den beiden Oberflächen abhängt. Falls Ihnen diese Größe nicht bereits gegeben ist, finden Sie entsprechende Werte in Tabellensammlungen. Bei trockenen und nicht gefetteten Oberflächen gilt zum Beispiel für Stahl auf Stahl eine Haftreibungszahl von 0,15 und für Holz auf Metall beträgt dieser Wert 0,55. Verwechseln Sie die Haftreibungszahl nicht mit der Gleitreibungszahl, denn diese Werte unterscheiden sich.
- Die maximale Haftreibungskraft berechnen Sie durch die Multiplikation der Normalkraft mit der Haftreibungszahl.
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