Versuch: Messung von Reibungskräften Geräte: Kraftmesser ...

Bau der Pyramiden - Anhang Protokoll „Reibung“ vom 26.09.2001
Versuch: Messung von Reibungskräften
Geräte: Kraftmesser, Holzblock (auf einer Seite mit Gummi beschichtet), Gewichte à
50 g, verschiedene Unterlagen (Tisch, Karton, Handtuch), flaches Behältnis mit
Wasser gefüllt
Vermutungen vor dem Versuch: (s. Arbeitsblatt „Reibung behindert die Bewegung“)
zu 1:
Eine besonders hohe Reibung entsteht, je rauer die Oberfläche ist, auf der der
Gegenstand gezogen oder geschoben wird. Außerdem spielt das Gewicht, die Größe
und die Schnelligkeit, mit der der Gegenstand bewegt wird, höchstwahrscheinlich
eine Rolle. Bei einem höheren Gewicht entsteht mehr Reibung, genauso wie bei
einem größeren Gegenstand mehr Reibung entstehen müsste. Zieht man einen
Gegenstand schneller, so entsteht auch mehr Reibung.
Bei glatten Flächen entsteht logischerweise eine niedrigere Reibung. Auch ein
geringeres Gewicht und langsameres Ziehen oder Schieben verringern die Reibung.
Skizzen zum Versuchsaufbau: siehe Arbeitsblatt „Messung von Reibungskräften“
Durchführung: Um Reibungskräfte zu messen befestigt man einen Gegenstand, in
diesem Fall den Holzblock, an einem Kraftmesser, wie es auf den Skizzen zu
erkennen ist und zieht den Gegenstand über verschiedene Oberflächen. Ob das
Gewicht und/oder die Schnelligkeit bei der Reibung eine Rolle spielt, lässt sich
feststellen, indem man Gewichte auf dem Holzblock befestigt und/oder diesen
unterschiedlich schnell oder langsam zieht. Die Auswirkungen der Größe des
Gegenstandes auf die Reibungskraft lässt sich ermitteln, in dem man den
Holzblock auf die Seite legt und ihn dann zieht. Alle Ergebnisse werden in einer
Tabelle festgehalten.
Beobachtungen:
Gewichtskraft: 0,91 N; mit 50 g: 1,5 N Kräfte F R in N
Unterlage
Tisch
Karton
Handtuch
Wasser
Holzseite
50g 100g
0,22 0,34 0,42
0,18 0,24 0,4
0,6 0,84 1,06
0,12 0,32 0,42
Gummiseite
50g 100g
1,3

Bau der Pyramiden - Anhang Protokoll „Reibung“ vom 26.09.2001
Ergebnis: Die Vermutungen, dass die Oberfläche und das Gewicht beim Ziehen
oder Schieben von Gegenständen eine Rolle spielen, haben sich als richtig
herausgestellt. Auf glatteren Unterlagen, wie dem Tisch zum Beispiel, haben wir
eine geringere Reibung festgestellt, als auf dem unebenen Handtuch. Wurde der
Holzblock auf der Gummiseite liegend gezogen, so entstand eine sehr hohe
Reibung, die wir mit Gewichten auf allen Unterlagen nicht mehr messen konnten.
Mit Wasser als Unterlage wurde die Reibung im Vergleich zu den Messwerten von
anderen Unterlagen in den meisten Fällen stark verringert. Eine Ausnahme war der
Messwert mit dem Tisch als Unterlage und zusätzlichen 100 g - die Werte waren
gleich.
Bei einer höheren Masse entsteht eine größere Reibung, da mehr Gewicht den
Gegenstand auf den Untergrund drückt. Dies konnte man bei allen Messwerten gut
beobachten.
Nicht ganz stimmte, dass die Größe der Fläche Auswirkungen auf die
Reibungskraft hat. Nur, als wir den Holzblock auf dem Handtuch gezogen haben,
konnten wir größere Veränderungen feststellen. Bei anderen Unterlagen und mit
höherem Gewicht haben sich nur minimale Unterschiede gezeigt, die
wahrscheinlich durch Messungenauigkeiten zu Stande gekommen sind.
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