Reibungszahl an geneigter Ebene bestimmen

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Meine Frage:
Eigentlich erübrigt sich meine Frage, denn mir erscheint der Sachverhalt einerseits klar. Andererseits bin ich etwas verwirrt, daß diesen Fehler niemand bemerkt haben sollte und wollte mich deshalb vergewissern.

Ich habe hier aus meinem Studium (irgendwann vor 1000 Jahren, was man auch an der Vokabel "Rechenstab" erkennen kann...) einen Hefter mit hektographierten Blättern mit Anleitungen zu physikalischen Hausexperimenten. Einige davon wollte ich für ein kleines Projekt benutzen, von dem ich zu gegebener Zeit hier berichten werde.

Das Experiment, um das es hier geht, bezieht sich auf den Stoff der damaligen 7. Klasse und befaßt sich mit der Reibung. Da man zu Hause nicht wie in der Schule so einfach Kräfte messen kann, wird dazu eine geneigte Ebene benutzt. Ein Brett wird so lange angehoben, bis der darauf liegende Körper zu rutschen beginnt. Man mißt dann die Höhe der geneigten Ebene, das ganze 10 mal und bildet den Mittelwert.

Ich wollte die "Original-Vorschrift" benutzen, darüber hinaus aber auch zeigen, worauf sich dieses Verfahren gründet, nämlich auf die Zerlegung der Gewichtskraft in Hangabtriebskraft (die beim Rutschen gleich der Reibungskraft ist) und Normalkraft. Da in Klasse 7 die Winkelfunktionen noch nicht bekannt waren, konnte man entsprechende Ausdrücke unter Einbeziehung des Winkels noch nicht angeben. Das wollte ich aber tun.

Nun ist ja Fh = Fr = G*sin(alpha) und Fn = G*cos(alpha), damit also µ = Fr/Fn = sin(alpha)/cos(alpha) = tan(alpha).
In der Meßtabelle wird aber µ = h /l berechnet und eingetragen! Dieser Quotient ist doch aber der Sinus und nicht der Tangens des Winkels! Der Winkel wird auch nicht so klein sein, daß man ungestraft Sinus = Tangens setzen darf. In der Skizze ist aber eindeutig die Länge der Schräge mit l bezeichnet.
Auf dieser Seite hier
https://www.leifiphysik.de/mechanik/reibung-und-fortbewegung/versuche/reibung-schiefer-ebene
steht zwar auch µ = h / l, aber es steht dabei, daß l die "waagerechte Länge" der geneigten Ebene ist (also die Länge der Projektion auf die Waagerechte?). Dann wäre h / l richtig der Tangens.

Das heißt, in meiner (also nicht von mir verfaßten! :-) ) Versuchsbeschreibung ist tatsächlich ein Fehler und keiner hat's bemerkt???

Es wundert mich ein bißchen, daß die Länge l nicht nur einmal irgendwo aufgeschrieben wird, sondern in jeder Zeile der Tabelle dann immer der gleiche Wert einzutragen ist. Nur, um die zu dividierenden Zahlen übersichtlich nebeneinander zu haben? Jedenfalls steht nirgends, daß die "waagerechte Länge" noch zu ermitteln wäre.
Diese "waagerechte Länge" ist am heimischen Küchentisch sicher nur schlecht zu messen. In Klasse 7 wurde aber der Lehrsatz des Pythagoras behandelt, weshalb diese Länge aus h und l zu berechnen gewesen wäre...

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3400

Hallo,