Anleitung zum Experiment über statische und kinetische Reibung
Thema des Experiments: Haftreibung und Gleitreibung
Ziele des Experiments:
– Kenntnis der statischen Reibungskraft
– Kenntnis der kinetischen Reibungskraft
Werkzeuge und Materialien: Dynamometer, Balken kecil.
Grundlagentheorie:
Reibungskraft
Reibung ist die Widerstandskraft, die zwischen den Oberflächen von sich berührenden Objekten wirkt. In diesem Abschnitt wird die Reibungskraft zwischen zwei festen, sich berührenden Oberflächen betrachtet.
Die Reibungskraft auf einen sich bewegenden Körper wirkt stets entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Körpers.
Es gibt zwei Arten von Reibung: Haftreibung (f<sub> s</sub> ) und Gleitreibung (f<sub> k</sub> ). Haftreibung wirkt, wenn sich ein Objekt nicht bewegt, Gleitreibung hingegen, wenn es sich bewegt. Schiebt man einen Tisch, der sich noch bewegt, wirkt auf den ruhenden Tisch Haftreibung. Bewegt sich der Tisch hingegen, wirkt Gleitreibung.
Statische Reibungskraft
Die statische Reibung ist die Reibungskraft, die auf die Oberflächen von Objekten wirkt, die sich berühren, wenn sich die Objekte nicht bewegen.
f s = μ s N
Das erste Newtonsche Gesetz besagt, dass ein Objekt in Ruhe ist, wenn die Gesamtkraft (resultierende Kraft) gleich Null ist.
ΣF x = 0
F – f s = 0
F = f s
Wenn sich ein Objekt in Bewegung setzt (das Objekt befindet sich noch in Ruhe), ist die maximale statische Reibungskraft gleich der Schub- oder Zugkraft.
Gleitreibungskraft
Gleitreibung ist die Reibungskraft, die auf die Oberflächen von Objekten wirkt, die sich berühren, wenn sich die Objekte bewegen.
f k = μ k N
Das erste Newtonsche Gesetz besagt, dass sich ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wenn die Gesamtkraft (resultierende Kraft) gleich Null ist.
F – f k = 0
F = f k
Bewegt sich ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit, so ist die Größe der kinetischen Reibungskraft gleich der Größe der Schub- oder Zugkraft.
Experimentelle Schritte:
1. Legen Sie den Block auf eine ebene Fläche.
2. Schließen Sie das Dynamometer an den Block an.
3. Ziehen Sie am Dynamometer, bis sich der Block gerade zu bewegen beginnt.
4. Lesen Sie den vom Dynamometer angezeigten Kraftwert ab und tragen Sie ihn in die Spalte für statische Reibungskraft ein.
5. Ziehen Sie am Dynamometer, bis sich der Block mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
6. Lesen Sie den vom Dynamometer angezeigten Wert der Kraft ab und tragen Sie ihn in die Spalte für die kinetische Reibungskraft ein.
7. Wiederhole das Experiment 3 Mal.
Daten und Datenanalyse:
-
Nein
Statische Reibungskraft (f s )
Gleitreibungskraft (f k )
1
2
3
Rata-rata
Beantworten Sie die folgenden Fragen:
Welche Reibung ist größer, die statische oder die dynamische Reibung? Warum?
Abschluss
Formulieren Sie Ihr Fazit.
