Die Reibungskraft und die Bestimmung der

Haftreibungszahl µHR

Gruppe: Kaluza, Robert, Kropp, Hans-Walter

Vekselman, Alina

Referent: Robert Kaluza

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Einordnung in den Lehrplan

• Beispiel Gesamtschule:

• aus dem Rahmenthema „Fortbewegung in Natur und Technik“ in den Klassen 7/8.

• aus den Rahmenthemen „Energie und Umwelt“ und „Naturwissenschaftliche Grundlagen der Produktion“ in der 9/10 Klasse.

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Voraussetzungen

• Aus dem Mathematikunterricht:

Insbesondere für den letzten Versuch zur Bestimmung des der Haftreibungszahl:

– „ähnliche Dreiecke“, – das Umstellen von mathematischen

Gleichungen und – das Kräfteparallelogramm behandelt wurden.

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Theoretische Grundlagen

• Oberflächenrauhigkeit zweier Körper,

• die eine gemeinsame Kontaktfläche besitzen,

• auf die eine Normalkraft FN ausgeübt wird und

• auf die eine Kraft parallel zur Kontaktfläche ausgeübt wird (z.B. FZug).

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• Man unterscheidet:

• Haftreibungskraft

• Gleitreibungskraft

• Haftreibungskraft: FHR = µHR * FN

• Gleitreibungskraft: FGR = µGR * FN

Theoretische Grundlagen

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• Die Reibungszahl µ kann dabei als Konstante für bestimmte Stoffkom-binationen experimentell ermittelt werden.

Theoretische Grundlagen

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Versuch 1• Demonstration der Haftreibungskraft FHR als

Kraft die mit dem Kraftmesser darstellbar ist

Abb.: 1

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Versuch 2• Demonstration zur qualitativen Aussage über

das Größenverhältnis von Haftreibungskraft FHR zu Gleitreibungskraft FGR

Abb.: 2

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Versuch 3• Versuch zur experimentellen Quantifizierung

der Haftreibungszahl µHR

Abb.: 3

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Versuch 3

• FH = µHR * FN

• FH = µHR * FN │: FN

• => µHR = FH /FN

• => µHR = b /a

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Typische Haftreibungszahlen

Abb.: 4

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Quellen- und Abbildungsverzeichnis

• Quellenverzeichnis

• [Hilscher, Helmut: Physikalische Freihandexperimente, Band 1 Mechanik, Aulis Verlag Deubner, Köln 2004.

• Schön, Lutz-Helmut; Wilke, Hans-Joachim (Hg.): Physik Plus Gymnasium Klassen 9/10 Nordrhein-Westfalen, und Volk und Wissen Verlag, Berlin 2002 und Cornelsen Verlag, Berlin 2005.

• Lipsmeier, Antonius (Hg.): Tabellenbuch Bautechnik, 311. – 330. Auflage Ferd. Dümmlers Verlag, Bonn 1996.

• Schneider, Klaus-Jürgen (Hg.): Bautabellen für Ingenieure, 12. Auflage, Werner-Verlag, Düsseldorf 1996.

• http://www.wikipedia.de

• Abbildungsverzeichnis

• Abb.: 1: Schön, Lutz-Helmut; Wilke, Hans-Joachim (Hg.): Physik Plus Gymnasium Klassen 9/10 Nordrhein-Westfalen, und Volk und Wissen Verlag, Berlin 2002 und Cornelsen Verlag, Berlin 2005, S. 25.

• Abb.: 2: Hilscher, Helmut: Physikalische Freihandexperimente, Band 1 Mechanik, Aulis Verlag Deubner, Köln 2004, S. 80.

• Abb.: 3: Kaluza, Robert: Essen 2007.

• Abb.: 4 Schneider, Klaus-Jürgen (Hg.): Bautabellen für Ingenieure, 12. Auflage, Werner-Verlag, Düsseldorf 1996, S. 4.40