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Wichtigkeit und Arten von Reibung in der Physik

und heute in der Folge geht es um Reibung und die ist extremst wichtig in der Physik und was sie über Haft und Gleitreibung wissen müsst das erfahrt ihr [Musik] jetzt die Reibung ist verantwortlich dafür dass jeder Körper den wir anschupsen irgendwann noch wieder stehen bleibt sie bremst also die Bewegung Reibung was ist das die Reibung ist auch der Grund dafür wieso es so schwer ist mich von diesem Tisch hier runterzuschieben der ED muss gan drücken damit ich mich überhaupt bewege die Reibung macht es also schwerer mich hier zu verschieben Tisch und hintern reiben also aneinander es gibt aber nicht nur eine Reibung sondern wir unterscheiden zwei verschiedene Arten Haft und Gleitreibung simon hat jetzt als Versuchskaninchen ausgedient dafür muss jetzt ein Holzwürfel herhalten und an den Holzwürfel machen wir ein Kraftmesser und mit dem ziehen wir den mal über den Tisch schauen was passiert wenn wir jetzt mit dem Kraftmesser an den Klotz ziehen dann sehen wir dass er sich erstmal nicht bewegt aber am Kraftmesser können wir trotzdem eine Kraft ablesen nur ist die Kraft zu klein um den Klotz zu bewegen und das liegt an der Reibung des Klotzes und diese Form der Reibung die nennen wir Haftreibung Haftreibung tritt nur bei Dingen auf die still stehen und die wir bewegen wollen die Haftreibung ist die Kraft die Einen daran hindert ein Objekt in Bewegung zu bringen weil der Gegenstand an einem anderen haftet in der Regel haftet er am Boden allgemein ist Reibung immer eine Kraft deshalb sprechen wir auch von der Reibungskraft und das Kürzen wir ab mit einem fr erst wenn man stärker daran sieht bewegt sich der Holzwürfel und plötzlich zeigt der Kraftmesser eine deutlich kleinere Kraft an sobald sich der Klotz in Bewegung gesetzt hat wird die Reibung also kleiner diese Reibung also wenn sich der Würfel über den Tisch bewegt nennen wir Gleitreibung die Gleitreibung ist also die Kraft die gegen die Bewegung eines Körpers wirkt wenn dieser über einen anderen gleitet Gleitreibung gibt es also nur bei Dingen die sich bewegen es gibt also zwei Arten von Reibung einmal eine für stillstehende Körper und das ist die Haftreibung und eine für Körper in Bewegung und das ist die Gleitreibung unser Experiment zeigt dass die Haftreibung größer ist als die Gleitreibung und jetzt brennen euch wahrscheinlich zwei Fragen direkt auf den Nägeln erstens warum ist das so und zweitens wovon hängt die Reibung eigentlich ab ein Metallwürfel sieht zwar auf den ersten Blick ziemlich glatt aus das stimmt aber nicht wenn wir seine Oberfläche unter einem Mikroskop anschauen dann sehen wir dass sie ziemlich uneben ist wir Physiker nennen das rau das können wir uns so vorstellen wie so Zacken wenn ein Ding auf dem anderen sitzt liegt oder steht dann haftet das auf dem anderen und dann verzahnen sich die einzelnen Zacken der beidenerflächen ineinander und Genus enteht Haftreibung wenn wir einen Würfel oder ein anderes Objekt in Bewegung setzen wollen dann müssen wir ihn aus dieser Verzahnung rausdrücken jetzt bleibt natürlich die Frage warum die Haftreibung größer ist als die Gleitreibung wir können uns das folgendermaßen vorstellen wenn wir die oberen Zacken auf die unteren legen und warten dann rutschen die mit der Zeit in die unteren hinein die Erdanziehungskraft zieht ja konstant an dem oberen Objekt und drückt die praktisch immer in die unteren reih wenn die Zacken sich jetzt bewegen dann zieht die Erdanziehungskraft zwar weiterhin nach unten aber die Zacken die flitschen übereinander Weg das heißt sie rutschen nicht ganz so tief in die Kerben hinein weil sie sich ja noch nach vorne bewegen und genau das ist der Grund warum die Haftreibung also eine tiefe Verzahnung von Objekten größer ist als die Gleitreibung eine nicht ganz so tiefe Verzahnung von Objekten das mit der Reibung ist tatsächlich ein bisschen komplizierter da spielen nämlich Kräfte auf der Ebene der kleinsten Teilchen noch eine Rolle die lassen wir aber erstmal außen vor und vereinfachen das ganze wovon hängt Reibung ab hier seht ihr jetzt drei gleich große Holzwürfel die unterscheiden sich nur dass wir an die beiden an die Unterseiten anderes Material geklebt haben nämlich einmal schmürgelpapier und einmal Styropor jetzt ziehen wir die Würfel mit unserem federkraftmesser über den Tisch und wir messen wie groß die Haftreibung und die Gleitreibung ist der größere Wert am Anfang das ist der haftreibungswert und wenn das Ding einmal ins Rutschen gekommen ist dann schwankt das zwar so ein bisschen das liegt daran natürlich dass der tich nicht ganz so eben ist aber wir können in etwa sehen der schwankt um einen bestimmten Wert und weil es auch zwei reibungsarten gibt gibt es auch zwei reibungszahlen nämlich einmal die haftreibungszahl wenn er noch still steht und einmal die gleitreibungszahl wenn er sich schon bewegt und um das etwas kürzer auszudrücken und weil das schon so viele normale Buchstaben benutzt haben bedienen wir uns diesmal bei den alten Griechen und Klauen aus ihren Alphabet den lustigen Buchstaben mü die Reibungszahl hat auch eine Formel und zwar m ist gleich die Kraft der Reibung also die Reibungskraft geteilt durch die Gewichtskraft des Klotzes wir können also jetzt mal direkt ein paar reibungszahlen bestimmen dafür brauchen wir aber noch unsere alte Freundin die wage dann wiegen wir jetzt mal unsere Holzwürfel und bestimmen daraus deren Gewichtskräfte Gewichtskraft ist ja 9,81 mal die Masse ich kann aber nicht so gut jetzt 9,8 Kopf ausrechnen deswegen lass uns einfach sagen wir nehmen mal 10 okay dann nehmen wir mal 10 so der erste Würfel mit dem Holzuntergrund wiegt 0,255 kg das heißt also mal 10 2,6 Newton richtig der zweite mit dem proporuntergrund der wiegt 0,262 also ca 2,6 Newton richtig und der dritte mit dem schmögelpapieruntergrund der wiegt 0,250 kg und das sind 2,5 Newton ganz genau ja und was können wir damit jetzt ausrechnen unsere Reibungszahl m was wir natürlich noch brauchen sind die Werte von unseren federkraftmesser am federkraftmesser lesen wir ja Kräfte ab das heißt wir haben einmal die Haftreibungskraft und einmal die gleitreibungskraft wenn wir die holzunterseite über die Werkbank ziehen dann messen wir eine Haftreibungskraft von 0,6 Newton die gleitreibungskraft FRG ist dann 0,4 bei der styroporunterseite ist frh also die Haftreibungskraft 0,8 Newton und unsere gleitreibungskraft 0,6 Newton bei der schmürgelpapierunterseite lesen wir einmal für die Haftreibungskraft 1,0 newon ab und für die gleitreibungskraft 0,8 Newton so dann brauchen wir jetzt noch unsere Gewichtskräfte dazu die machen wir auch mal mit in die Tabelle jetzt können wir mit der Formel m ist= fr also die Reibungskraft durch FG also die Gewichtskraft unsere myüs also die reibungszahlen ausrechnen jetzt machen wir das mal für Holz auf hol wir teilen frh also 0,6 Newton durch die Gewichtskraft FG das sind 2,6 Newton und das ergibt eine haftreibungszahl myh von 0,23 und genau das gleiche machen wir jetzt für die Gleitreibung dann teilen wir FRG also 0,4 Newton durch die Gewichtskraft FG die ist immer noch 2,6 Newton und das ergibt eine gleidreibungszahl m r von 0,16 und genau das gleiche machen wir jetzt noch für St und schmürgelpapier für schiropor ergibt unsere Rechnerei eine haftreibungszahl myh von 0,31 und eine gleitreibungszahl m r von 0,23 bei schmürgelpapier berechnen wir eine haftreibungszahl mh von 0,40 und eine gleitreibungszahl my R von 0,32 ja also noch mal zurück zu unserem myü unser my also unsere Reibungszahl sagt uns also etwas über die Reibung zwischen zwei Flächen wenn das mü klein ist und wir haben einen Körper mit einer bestimmten Gewichtskraft dann ist das relativ leicht in über diese Fläche zu bewegen wenn das mü größer ist oder sehr groß dann ist es bei der gleichen Gewichtskraft schwieriger ihn über diese wech über diese Fläche zu ziehen warum Reibung voll gut ist wenn die Reibung eigentlich jede Bewegung behindert dann könnte man meinen dass das irgendwie ziemlich lästig und unnütz ist doch man kann sich auch Reibung zu Nutze machen vor allem dann wenn man etwas dass ich bewegt wieder stoppen will wenn man z.B mit dem Fahrrad bremst dann betätigt man die Bremse am Lenker und dadurch werden die Bremsklötze gegen die Felgen gepresst dieser Kontakt von Gummi auf Metall erzeugt Reibung die dann das Fahrrad abbremst abgesehen davon würden wir ohne Reibung die ganze Zeit ausrutschen und ständig hinfallen weil unsere Füße keine Reibung mehr mit dem Boden hätten wir könnten uns auf keine Art und Weise fortbewegen weder zu Fuß noch mit dem Auto aber wenn es bei euch noch Reibereien gab oder ihr irgendetwas nicht verstanden habt dann haut uns das gerne in die Kommentare wir sind über Fragen und Anmerkung immer dankbar für die die was gelernt haben schenkt uns ein Daumen nach oben und wenn ihr sehensucht habt dann schaut euch doch auch die anderen Videos von uns an ansonsten sehen wir uns nächste Woche wieder