Reibung auf einem schiefen Brett

Akumy · Gast

Meine Frage:
Die Aufgabe besteht darin dass ich verschiedene Dinge wie einen Kugelschreiber, Radiergummi, Eiswürfel oder Streichholzschachteln auf das eine Ende einem glatten Holzbrett legen soll.
Dann soll ich das Brett langsam anheben, bis sich die Gegenstände bewegen beziehungsweise anfangen zu rutschen.
Nun soll ich der Aufgabenstellung nach die Haftreibungszahlen der Gegenstände bestimmen.
Ich werde nur durch die Tipps nicht schlau und Wikipedia hilft mir da gerade irgendwie auch nicht. Bitte deshalb um Hilfe... Ich muss die Aufgabe am Montag meinem Lehrer vorlegen.
Die Tipps unter der Aufgabe schreib ich auch mal rein...

Meine Ideen:
-> Für den Moment des Losrutschens ist die maximale Haftkraft gerade so groß wie die Hangabtriebskraft Fh. (das habe ich verstanden)
-> Die Haftzahl µH bestimmt man durch Umformung der Gleichung: Fh= µH x Fn
(Was nun die Haftzahl ist weiß ich nicht, mit der Gleichung habe ich so keine Probleme)
-> Es gilt Fh : Fn = h:b Da ist dann eine Zeichnung dazugemalt...
-> Zeige dass dann gilt: µH = h:b
-> Es ist also h und b für den Moment des Losrutschens zu bestimmen.

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h wird auf der Zeichnung als Höhe gekennzeichnet, also muss ich ein lineal an das Brett halten und dann abmessen wann der jeweilige Gegenstand anfängt zu rutschen.
Ich weiß nur nicht was das b bedeutet. Es ist einfach auf dem Boden gezeichnet.
(In der Zeichnung sind 2 Dreiecke zu sehen, eins rechtwinklich unten rechts mit dem 90° Winkel und dann durch dieses Dreieck ein 2. was die Gewichtskraft (Fg), Fh und Fn von dem Gegenstand gezeichnet anzeigt...

Akumy · Gast

Ich habe mal zum besseren Verständnis das Aufgabenblatt gescannt...

imageshack.us/m/191/2781/physikaufgabe.jpg

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Der Neigungswinkel muss beim Versuch gemessen werden.

Nun überleg' mal, warum das so ist.

Akumy · Gast

Das ist schon mal ein guter Tipp ^^. Die Aufgabe ist wahrscheinlich super einfach, aber ich stehe noch ein bisschen auf dem Schlauch ^^.

Die Haftkraft wäre ja somit der

.

Also habe ich jetzt den Ansatz dass

= Gegenkathete/ankathete also h:b ist.
Wie es auch in dem Vorgehen steht.

Jedoch fehlt mir gerade noch der Zusammenhang zwischen den Haftreibungszahlen, die ich ja berechnen soll, und der Haftkraft.
Also was ich überhaupt als Ziel berechnen soll.

Außerdem wüsste ich jetzt nach dem Ansatz nicht mehr wie ich weitermachen sollte. Ich habe ja noch keine Werte die ich in die Gleichung einsetzen kann. Ich könnte ja h abmessen, aber dann hätte ich ja immernoch 2 unbekannte.

Wenn du/sie mir noch diese Ungeklärtheiten erklären könnten/est wäre das sehr nett. Dann bin ich zuversichtlich drauf zu kommen.

Akumy · Gast

huch, unangemeldet kann man nicht editieren ^^

Akumy · Gast

Also ich habe das ganze jetzt mit einem Radiergummi ausprobiert. Der Winkel betrag beim anfang des Rutschens genau 35°.
tan (35°)= h:b

Muss ich da jetzt noch die höhe mit dem lineal messen oder kann ich das auch irgendwie berechnen?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Mit dem Winkel hast Du doch schon den erforderlichen Tangens.

Akumy · Gast

Ich habe gerade nur noch das Problem dass ich nicht weiß was die Haftreibungszahlen sind.
Bei Wikipedia kann ich das nicht erkennen ^^.

Akumy · Gast

Die Aufgabenstellung besagt ja dass ich diese Haftreibungszahlen berechnen soll.
Was sind denn diese Haftreibungszahlen genau?

Packo · Gast

Ich will mal versuchen, die Bedeutung der Haftreibungszahl zu erklären:
Wenn zwei Körper aneinander liegen und sich gegenseitig bewegen (oder Bewegen wollen), dann entsteht eine Reibungskraft. Diese Kraft auf einen Körper ist immer entgegengesetzt der Bewegungsrichtung gerichtet.

Nun geht es darum, die Größe dieser Kraft zu berechnen.
Durch zahlreiche Versuche hat sich ergeben, dass die Reibungskraft nur von der Normalkraft und der Beschaffenheit der Oberflächen abhängt, nicht aber zum Beispiel von der Größe der Fläche, der Flächenform oder von der Geschwindigkeit.
Die Reibungskraft ist also proportional der Normalkraft.
Die Normalkraft ist die Kraft, die senkrecht auf die Berührungsfläche der beiden Körper wirkt.
Der Proportionalitätsfaktor von Normalkraft zur Reibungskraft heißt Reibungszahl und wird meist mit dem griechischen Buchstaben my bezeichnet (manchmal auch mit f).
Es gilt also

Man unterscheidet auch noch zwischen Haftreibung und Gleitreibung. Die Haftreibung wirkt, wenn die Körper sich (noch) nicht gegenseitig bewegen. Also wenn bei deinem Versuch die Ebene schon geneigt ist, der Körper aber noch „haftet“. Die Haftreibung ist immer größer als die Gleitreibung.

Akumy · Gast

Danke.
Also in meine Fall könnte ich dann ja Fn und Fr und h und b ersetzen, diese einfach abmessen und in die gleichung einsetzen um dann tan zu errechnen, oder?

Packo · Gast

Bei deiner Aufgabe geht es darum die Haftreibungszahl zu ermitteln.
Dazu brauchst du nur den Winkel alpha beim Rutschbeginn zu finden.
my = tan(alpha)

b und h sind nur Hilfswerte, um den Winkel zu messen. Wenn du ihn anders messen kannst brauchst du kein b und kein h.

Akumy · Gast

Also soll ich einfach nur das Geodreieck an mein Brett legen und die Winkel aufschreiben?
Wenn ich aber die Punkte die im Vorgehen besagt werden, nicht beachte gibt das doch eigentlich dann einen fehler oder?
Also dass ich zeigen muss das my= b:h etc, was dort steht.
Wenn das auch so reicht trage ich die Winkel einfach so ein. =)