Kann mir jemand die Aufgabe in Physik erklären?
Hallo Wir haben in Physik ein Arbeitsblatt als Hausaufgabe bekommen. Nur leider verstehe ich die Aufgabe 2 (siehe Bild) nicht. Es wäre nett,wenn mir jmd diese Aufgabe erklären könnte. Danke schon mal.
3 Antworten
Zu 2)
a)
In der Realität gibt es keine absolut glatten Oberflächen. Unter dem Mikroskop sehen alle Oberflächen so ähnlich aus, wie auf dem Bild. Sie sind rauh und gezackt. Liegen nun zwei Körper mit solchen gezackten Oberflächen aufeinander, greifen die Zacken ineinander. Dieses Ineinadergreifen, ähnlich wie bei Zahnrädern, ist der Grund, warum Haftreibung ensteht.
Will man die beiden Körper gegeneinander verschieben, muss man zunächst die Haftreibungskraft überwinden. Das bedeutet mikroskopisch gesehen, dass sich die Körper leicht voneinander entfernen, sodass sich die einzelnen Zacken geringfügig voneinander entfernen und die einzelnen Zackenspitzen übereinander gleiten können. Man muss sozusagen erstmal den oberen Körper ein kleines Stück "bergauf" schieben. Das ist auch der Grund, warum die Haftreibung vom Gewicht des oberen Körpers direkt abhängt. Je schwerer er ist, umso mehr Gewicht muss man erstmal den Berg hochschieben. Das ist auch der Grund, warum die Haftreibung umso größer ist, je rauher die Oberfläche ist. Je rauher die Oberfläche ist, umso größer ist sozusagen der Berg, den man den oberen Körper erstmal hochschieben muss.
Sind beide Körper dann ins Gleiten gekommen, greifen die einzelnen Zacken der Oberflächen nicht mehr vollständig ineinander. Durch die Geschwindigkeit gegeneinander rutschen die Zacken der beiden Oberflächen nur noch ein kleines Stückchen in die Täler der anderen Oberfläche, deshalb ist die Gleitreibung auch geringer.
Dieses übereinander gleiten der einzelnen Zacken führt auch zum Verschleiß bei Reibung. Die Zackenspitzen "knallen" ständig gegeneinander, wodurch sie abbrechen. Allerdings werden die Oberflächen dadurch häufig auch glatter, weil durch das Abbrechen der Zackenspitzen die Rauhigkeit abnimmt.
b)
Werden die Oberflächen geölt, füllen sich die Täler mit Öl. Die beiden Oberflächen können dadurch nicht mehr so stark ineinandergreifen. Im Idealfall werden die Täler sogar bis zu den Zackenspitzen mit Öl aufgefüllt, sodass sie überhaupt nicht mehr ineinander greifen. Dadurch können sie sich auch nicht mehr ineinander verhaken und dadurch nimmt die Reibung dramatisch ab. Wenn die Zackenspitzen dadurch nicht mehr ineinandergreifen, können sie sich auch nicht mehr gegenseitig beschädigen, weshalb durch das Ölen auch der Verschleiß abnimmt.
Als Kräfte, die nun noch zu überwinden sind, bleiben dann nur noch die Kräfte übrig, die erforderlich sind, um die einzelnen Ölmoleküle gegeneinander zu verschieben. Da Öl eine Flüssigkeit ist, sind diese Kräfte aber extrem gering. Insgesamt nimmt die Reibung daher an.
Die Haftreibung ist größer als die Gleitreibung, sonst würde ja eine Bewegung gleich ins Gleiten über gehen. Die Rollreibung ist die kleinste. Also die Reihenfolge ist genau umgekehrt.
Hier sollten einige Fragen beantwortet werden:
LEIFI erklärt immer gut und es gibt gute Videos auf YouTube dazu.
Bei Erklärungen kannst du mich fragen, allerdings müsste ich einiges schreiben, um dir die vollständige Lösung zu präsentieren. Das Thema liegt bei mir auch schon etwas weiter zurück.
LG
Vielen Dank für die schnelle Antwort 👍