Aufgaben zur Reibung

Aufgaben zur Reibung A7
Haftreibungszahlen Gleitreibungszahlen Rollreibungszahlen
Stahl–Stahl 0.15 Stahl–Stahl 0.05 Stahl–Stahl 0.005
Stahl–Eis 0.03 Stahl–Eis 0.01
Holz–Stein 0.7 Holz–Stein 0.3
Holz–Holz 0.6 Holz–Holz 0.4
Autoreifen: Autoreifen: Autoreifen:
s trocken 0.65 s trocken 0.5 s trocken 0.01
s nass 0.4 s nass 0.3
s vereist 0.1 s vereist 0.05
1. Kreuze an, was richtig ist: Die Reibungskraft hängt ab von
a) c der Kraft, mit der die Oberflächen aufeinander gepresst werden
b) c der Grösse der Oberflächen, die aneinander reiben
c) c den Materialen der Oberflächen, die aneinander reiben
2. In welche Richtung wirken die Reibungskräfte?
3. Beschreibe drei Situationen aus dem Alltag, wo Gleitreibung vorkommt.
4. Beschreibe drei Situationen aus dem Alltag, wo Haftreibung vorkommt.
5. Welche Reibungsart ist am grössten, welche am zweitgrössten, welche am kleinsten?
(Gleitreibung, Rollreibung, Haftreibung)
6. Wie gross ist die Kraft, die es braucht, um einen Schlitten (FG = 124 N) mit Stahlkufen auf einer
waagrechten Eisfläche
a) in Bewegung zu setzen?
b) mit konstanter Geschwindigkeit zu ziehen?
7. Ein Auto (m = 985 kg) bremst mit blockierten Reifen auf einer waagrechten Strasse.
a) Wie gross ist die Gewichtskraft FG des Autos?
b) Wie gross ist die Normalkraft FN, mit der die beiden Oberflächen (Autoreifen und Strasse)
aneinander gepresst werden?
c) Wie gross ist die Bremskraft (= Reibungskraft) wenn die Strasse • trocken
• nass
• vereist ist?
8. Heidi zieht ihren Schlitten mit Stahlkufen über eine waagrechte Eisfläche. Um den Schlitten in
Bewegung zu versetzen, muss sie mit einer Kraft von 1.2 N ziehen.
a) Wie gross ist die Normalkraft FN, mit der die beiden Oberflächen aneinander gepresst werden?
b) Wie gross ist die Gewichtskraft des Schlittens?
c) Wie gross ist die Masse des Schlittens?
d) Wie viel Kraft braucht sie, um den Schlitten mit konstanter Geschwindigkeit zu ziehen?
9. Eine Schnecke (m = 51 g) kriecht mit konstanter Geschwindigkeit mit der Kraft FR = 0.03 N über
einen waagrechten Glastisch.
Wie gross ist die Gleitreibungszahl Schnecke–Glas?

10. Ein Holzklötzchen liegt auf einer Rampe aus Stein. Die Gewichtskraft (FG = 3.0 N) zeigt senkrecht
nach unten.
a) Stelle die Gewichtskraft zeichnerisch als Pfeil dar. (1.0 N entspricht 1.0 cm)
b) Ersetze die Gewichtskraft zeichnerisch durch zwei Komponenten:
- eine senkrecht zum Hang, die das Klötzchen auf die Unterlage presst (F ^)
- eine parallel zum Hang, die das Klötzchen hangabwärts beschleunigt (F xx)
c) Ermittle die Beträge der zwei Komponenten durch Messung:
F ^ = F xx =
d) Die Normalkraft FN ist die Kraft, die die Unterlage auf das Klötzchen ausübt. Sie steht rechtwinklig
zur Unterlage, ist gleich gross wie F ^ und wirkt entgegengesetzt zu F ^. Stelle FN als Pfeil dar.
e) Berechne den Betrag der maximalen Haftreibungskraft:
FR (Haft) =
f) Vergleiche die maximale Haftreibungskraft mit F xx. Welche Kraft ist grösser? Beginnt das Klötzchen
von selbst zu rutschen, wenn man es auf die Rampe legt?
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g) Stelle die Haftreibungskraft mit einem roten Pfeil dar (entgegengesetzt zur Rutschrichtung!)
h) Berechne den Betrag der Gleitreibungskraft:
FR (Gleit) =
i) Stelle die Gleitreibungskraft mit einem blauen Pfeil dar (entgegengesetzt zur Rutschrichtung!).
j) Vergleiche die Gleitreibungskraft mit F xx. Welche Kraft ist grösser? Rutscht das Klötzchen weiter,
wenn es einmal in Bewegung ist?
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Lösungen:
6. a) 4 N b) 1 N
7. a) 9'660 N b) 9'660 N c) trocken: 5 kN, nass: 3 kN, vereist: 0.5 kN
8. a) 40 N b) 40 N c) 4 kg d) 0.4 N
9. 0.06
10. c) F ^ = 2.6 N, F xx = 1.5 N e) 2 N h) 0.8 N
2. Klasse, RG Rämibühl A7 Reibung sgamper