Die Reibungskraft und die Bestimmung der Haftreibungszahl µHR Gruppe: Kaluza, Robert, Kropp, Hans-Walter Vekselman, Alina Referent: Robert Kaluza

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.

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.

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).

Theoretische Grundlagen Man unterscheidet: Haftreibungskraft Gleitreibungskraft Haftreibungskraft: FHR = µHR * FN Gleitreibungskraft: FGR = µGR * FN

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

Versuch 1 Demonstration der Haftreibungskraft FHR als Kraft die mit dem Kraftmesser darstellbar ist Abb.: 1

Versuch 2 Demonstration zur qualitativen Aussage über das Größenverhältnis von Haftreibungskraft FHR zu Gleitreibungskraft FGR Abb.: 2

Versuch 3 Versuch zur experimentellen Quantifizierung der Haftreibungszahl µHR Abb.: 3

Versuch 3 FH = µHR * FN FH = µHR * FN │: FN => µHR = FH /FN => µHR = b /a

Typische Haftreibungszahlen Abb.: 4

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