Reibungskraft unabhängig von Auflagefläche??

Joni · Anmeldungsdatum: 10.01.2011 Beiträge: 12

Ich bin bei einer Physikaufgabe zum Thema Reibungskraft auf ein Problem gestoßen:
Die Formel für die Reibungskraft ist

Dabei spielt nur der Reibungskoeffizient und die Normalkraft eine Rolle!
Warum spielt es keine Rolle, wie groß die Auflagefläche von den Körpern z.B. Reifen auf Asphalt, ist??
Es ist doch bekannt, das Rennräder sehr dünne Räder haben, um die Reibungskraft zu minimieren. Im Gegensatz dazu besitzen die Mountainbikes dicke Reifen mit viel Profil, um die Reibungskraft zu erhöhen.
Laut Formel spielt das aber alles keine Rolle!
Warum?

Packo · Gast

Joni,
bei deinen Beispielen handelt es sich um "Rollreibung". Diese Reibungsart ist eigentlich völlig anders geartet als Gleitreibung. Nur für letztere gilt deine obige Formel. In der Schule wird jedoch damit gerechnet weil die Formel auch ungefähre Ergebnisse ergibt und niemand überprüfen kann, ob es auch stimmt.

Um genauere Ergebnisse zu erhalten (für Rennräder und Autopneus), werden von den Herstellerfirmen umfangreiche Test für empirische Resultate gemacht und auch zahlreiche firmeninterne Formeln entwickelt, die viele Parameter berücksichtigen.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

Was ist aber zB, wenn ich einen riesen Würfel hätte, der auf einer Ebene steht.

Nehmen wir an, der Würfel hat die Abmessungen 60mx60mx60m, gilt dann auch die obige Formel?
Da müsste man doch die Fläche auch irgendwie beachten, oder nicht?

Keplerfan · Anmeldungsdatum: 19.05.2011 Beiträge: 252

Auch beim Riesenwürfel kommt es nur auf die Normalkraft an. Wenn man das Beispiel wieder etwas verkleinert, kann man einen 2mx2mx2m-Würfel und einen 1mx1mx1m-Würfel vergleichen. Angenommen, auf beide wirkt die gleiche Normalkraft von 1N senkrecht zur Ebene nach unten.

Dann verteilt sich diese Normalkraft von 1N beim 1m-Würfel auf eine Auflagefläche von 1m². Jeder Quadratmeter wird also mit dieser Kraft gegen die Ebene gedrückt. Das entspricht einem Druck von 1N/m².

Beim 2m-Würfel, Auflagefläche 4m², verteilt sich die Normalkraft hingegen auf diese 4m². Deshalb wird jeder Quadratmeter der Auflagefläche nur mit einem Viertel der Kraft gegen die Ebene gedrückt, mit der das beim 1m-Würfel der Fall ist. Hier entspräche der Druck also 1/4 N/m². Entsprechend reibt jeder einzelne Quadratmeter weniger stark als beim kleineren Würfel. Im Endeffekt ist die Reibung dann in beiden Fällen gleich.

Das erscheint deshalb nicht intuitiv, vermute ich, weil man es gewohnt ist, dass die Masse eines Objektes mit seiner Größe wächst. Damit wächst dann aber auf der Erde durch die Schwerkraft auch die Normalkraft proportional zur Masse. Es kommt also auch in diesem Fall nur auf die Normalkraft an.