Reibungskraft größer als Hangabtriebskraft?
Hallo,
Ist es möglich wenn ein Auto einen Hang runterrollt, aber die reibungskraft größer ist als die hangabtriebskraft? Geht das? Und da ja die reibungskraft entgegen der hangabtriebskraft wirkt müssen dann die beiden Kräfte subtrahiert werden ?
4 Antworten
Du stellst Fragen! :O
Reibungskraft, genauer die haftreibung, hängt von der Geschwindigkeit ab.
Hangabtriebskraft hat unabhängig von Geschwindigkeit einen konstanten Wert.
Also kann durchaus, wenn Geschwindigkeit=0, ergo Auto steht, die Reibungskraft=0 ist aber nach wie vor die Hangabtriebskraft wirkt.
Es also eine resultierende Kraft (=Hangabtriebskraft-Reibungskraft)
gibt, die hangabwärts wirkt.
Und demnach eine Beschleunigung, die das Auto zum Losfahren bewegt (ich benutze bewusst nicht rollen denn dann müsste man noch Rollreibung berücksichtigen was sehr hässlich wird).
Betrachtest du das Auto während es schon eine bestimmte Geschwindigkeit hangabwärts hat, dann wirds hässlich.
Hangabtrieb ist nach wie vor ne Konstante, Reibung, die entgegen wirkt, ist aber Geschwindigkeitsabhängig.
In der Praxis ist die Reibungskraft wohl vernachlässigbar klein gegenüber der Hangabtriebskraft.
Im Prinzip musst du ja eigentlich nur die Formeln für Hangabtriebskraft (abhängig vom Winkel) und die für Haftreibung raussuchen,
annehmen dass haftreibung>Hangabtriebskraft und mal gucken welche Wert für Winkel und Geschwindigkeit das erfüllen.
Bedenke aber dass Winkel zwischen 0 und 90° und geschwindigkeit >0 sein soll.
Solltest du ernsthaft so eine kombination finden, würden sich die Kräfte gegenseitig aufheben und das Auto würde unbeschleunigt mit seiner konstanten Geshcwindigkeit den Berg runterrollen.
Warum kann die Reibungskraft nicht 0 sein?
f(x)=x
ist ja auch 0 wenn x=0 ist.
Der Ruhezustand ist wie der Name sagt ein momentaner Zustand.
Meine grundaussage ist aber grundsätzlich folgende:
Bei v=0 ist Reibung=0, aber Hangabtriebskraft nach wie vor vorhanden.
Damit resultierende vorhanden mit gleicher Richtung und Betrag wie Hangabtriebskraft, ergo Beschleunigung aus dem Ruhezustand.
Wie es nun ne infinitesimale zeit nach diesem anfägnlichen beschleunigen aussieht, sei dahingestellt.
Da kämen wir in Bereiche der Differentialgleichungen, für die ich gerade nicht nüchtern genug bin.
Prinzipiell muss ich zustimmen:
Die Realität zeigt dass unter Umständen das Auto nicht losrollt am Berg.
Warum es so ist, kann ich nicht begründen gerade.
Vermutung ist dass erst aber ner bestimmten Geschwindigkeit Reibung<Hangabtrieb ist. (die man wie erwähnt über oben genannte ungleichung ermitteln kann)
Aber wenn das Auto losrollen würde, wäre seine anfängliche geschwindigkeit natürlich kleiner als diese Grenzgeschwindigkeit, sodass hier Reibung größer hangabtrieb wäre und demnach das Auto sogleich wieder auf 0 abgebremst würde.
Nur ein gedankenexperiment, ne laienerklärung.
Im Prinzip gilt (vermutlich):
v=0: Hangabtrieb>Reibung
0<v<v_grenz: Hangabtrieb<Reibung
v>v_grenz:Hangabtrieb>Reibung
Ne Vermutung, nichts mehr.
Womöglich ist die Reibung für v=0 auch gar nicht definiert, müsdte ich die Formel nachgucken
PS: Zum Kräfteaddieren:
Willste die resultierende richtung Hangabwärts, nimmste alle kräfte die hangabwärts wirken minus die Kräfte die hangaufwärts wirken.
Beispiel: Ein Auto wiegt 1200 kg und rollt einen Hang runter (10 grad). Gewichtskraft: m*g , also 1200 kg * 9,81 m/s^2 = 11772 N. Mit der gewichtskraft kann ich die hangabtriebskraft berechnen: Gewichtskraft * sin Alpha, also 11772 N * sin 10 = 2044 N. Jetzt kommen wir zur Berechnung der reibungskraft: Reibungskraft = Normalkraft * gleitreibung. Die gleitreibung ist übrigens auch gegeben = 0,5 . D.h. Wir brauchen die normalkraft: Normalkraft= Gewichtskraft * cos Alpha, also Normalkraft = 11772 N * cos 10 = 11593 N. Jetzt in die Formel einsetzen : Reibungskraft= 0,5 * 11593 N = 5796,6 N. Das ist jetzt mein Problem. Die hangabtriebskraft muss größer sein beim runterrollen eines Berges als die reibungskraft aber in dem Fall hab ich es umgekehrt raus .
Also wenn das Fahrzeug sowieso schon runterrollt, dann ist die Hangabtriebskraft größer als die Reibungskraft. Die Reibungskraft kann im eigentlichen Sinne nie wirklich größer werden als jegliche Arten von Antrieb. Obwohl wenn das Fahrzeug bremst, dann sind ja die entgegengesetzt gerichteten Kräfte größer als Hangabtrieb. Aber dass dabei genau die Reibungskraft größer ist, hätte ich nicht gesagt. Wenn das Auto steht, sind beide Kräfte gleich, das Fahrzeug ist also im Kräftegleichgewicht.
Das War alles was ich dazu sagen könnte 😆
klar geht das und ist normal. Die Reibungskraft wirkt auf die Räder sprich Kontakt mit Straße. Die ist in der Regel größer als die Hangabtriebskraft sonst würde ein Auto wie im Winter ( Eis ) einen hang runterrutschen.
Bei blanker Straße ist die um einiges höher als Hangabtriebskraft
Beispielsweise die hangabtriebskraft lautet 2044 N und die reibungskraft 5796 N. Lautet dann so der rechenweg: 2044 N - 5796 N ?
die Hangabtriebskraft ist eine "aktive" Kraft welche durch Beschleunigung (g) bewirkt wird.
"Reibungskräfte" sind Reaktionwirkungen und können nur maximal die Größe der zugeordneten aktiven Kraft erreichen, egal wodurch diese generiert wird.
Du hast Recht, dass die Reibungskraft geschwindigkeitsabhängig ist. Was du aber falsch beschreiben hast, war die Summe/Differenz der Kräfte. Im Kräftegleichgewicht , also im Ruhezustand, ist die Summe/Differenz der Kräfte 0. Die Reibungskraft kann aber nicht 0 sein sonst würde das Auto ständig runterrollen. Die Summe wäre dann dementsprechend auch falsch.