Jede Bewegung, die wir auf der Erde beobachten, kommt irgendwann zum Stillstand. Dies gilt auch für Bewegungen im Wasser oder in der Luft. Die Ursache ist die Reibung. Untersuche, überlege, forsche: Reibung 50.1 In einer Zeitung liest du: „Eine Autolenkerin verlor während der Autobahnfahrt bei einer Geschwindigkeit von 90 km/h das Bewusstsein. Der Beifahrer konnte den Fuß der Fahrerin vom Gaspedal lösen und das Auto auf den Pannenstreifen lenken. Danach ließ er es ausrollen. Nach etwa einem halben Kilometer kam das Auto zum Stillstand.“ S2 a) Bewerte, ob der Bericht aus physikalischer Sicht korrekt sein kann. W4 b) Beschreibe die Reibungskräfte, die das Auto gebremst haben. S4 c) Analysiere, warum es gefährlich wäre, in diesem Notfall vor dem Anhalten den Motor abzuschalten? Reibungskräfte sind wichtig, um ein Fahrzeug abzubremsen (50.2) oder in Bewegung zu setzen (vgl. auch S. 51). Da Reibungskräfte zu Energieverlusten führen (siehe S. 78), möchte man in vielen Fällen Reibungskräfte vermindern. Um dies technisch zu lösen, muss man mehr über die Reibungskräfte erfahren. Wir betrachten dabei zunächst den einfachsten Fall, das Gleiten auf einer ebenen Fläche. Experiment: Die Reibungskraft 50.1 E2 Du brauchst: Einen Holzquader, verschiedene Materialien als Unterlage, eine Federwaage, einen Wagen mit Rädern, kleine Massestücke Stelle Vermutungen auf, welche Ergebnisse du bekommst, bevor du die folgenden Experimente durchführst. Protokolliere die Ergebnisse und fasse sie zusammen. a) Ziehe den Quader möglichst gleichmäßig über verschiedene Unterlagen und miss die dafür notwendige Kraft mit einer Federwaage. b) Führe denselben Versuch mit dem Wagen durch und miss wieder die Kraft. c) Bestimme die Masse des Quaders und verdopple sie durch Auflage von Massestücken. Wie ändert sich die Kraft, die du für das Gleiten aufwenden musst? d) Ändere die Unterlage und notiere die Änderung der Kraft. e) Ändere die Gleitgeschwindigkeit und notiere, wie sich dabei die Kraft ändert. f) Wiederhole das Experiment mit einer größeren Auflagefläche. g) Lege den Quader auf den Wagen und miss die Kraft, die du benötigst, um den Wagen in Bewegung zu setzen. Da der gleitende Körper (bei gleichmäßigem Ziehen!) nicht beschleunigt wird, muss die Federkraft gerade den Widerstand der Reibungskraft ausgleichen. Mit welcher Geschwindigkeit sinken Fallschirmspringerinnen und Fallschirmspringer zur Erde? Hängt dies von ihrer Absprunghöhe ab? F FN FG FR 50.1 Eine äußere Kraft F wirkt auf den Quader. Ist sie größer als die Haftreibung FR, wird der Körper beschleunigt. In der Folge muss nur noch die kleinere Gleitreibung überwunden werden. Ist die Gleitreibung gleich der Zugkraft, so bewegt sich der Körper gleichförmig. 50.2 Felgenbremse am Fahrrad. Beim Bremsen werden die Bremsklötze gegen die Felgenflanken gepresst. 50.3 Stark vergrößerte Darstellung des Querschnitts aneinanderliegender Reibungsflächen 50 Mechanik I Der Einfluss der Reibung In diesem Kapitel erfährst du, – wovon die Reibung abhängt, – über die Rolle der Reibung bei der Fortbewegung, – über die Rolle der Reibung beim Bremsen eines Autos. 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=