Wann bleibt ein Körper liegen, wann rutscht er?
Reibung entsteht, weil sich Oberflächen nie völlig glatt berühren. Unebenheiten verhaken sich, und zwischen den Kontaktstellen wirken Anziehungskräfte. Ein ruhender Körper bleibt deshalb liegen, bis die Zugkraft die maximale Haftreibungskraft übersteigt. Ist er einmal in Bewegung, bremst ihn nur noch die meist kleinere Gleitreibung.
Beide Kräfte hängen von der Normalkraft ab, mit der der Körper auf die Unterlage drückt, und von einer Reibungszahl für die jeweilige Materialpaarung. Auf einer waagerechten Fläche ist die Normalkraft einfach die Gewichtskraft. Erstaunlicherweise spielt die Größe der Auflagefläche in diesem Modell keine Rolle.
Der Rechner bietet typische Paarungen mit Richtwerten aus Physik-Tabellen an und erlaubt eigene Werte. Tragen Sie außerdem eine waagerecht wirkende Zugkraft ein: Er zeigt dann, ob der Körper liegen bleibt oder sich in Bewegung setzt und wie stark er anschließend beschleunigt.
F_N = m · g; F_H,max = μH · F_N; F_G = μG · F_N; a = (F_Zug − F_G) ÷ m
Reibungszahlen richtig einordnen
Die Werte in der Auswahl sind Richtwerte. In Tabellenwerken findet man für dieselbe Paarung oft unterschiedliche Angaben, weil Rauheit, Sauberkeit, Feuchtigkeit, Temperatur und Schmierung die Reibung stark verändern. Ein Tropfen Öl kann die Reibung zwischen Metallteilen auf einen Bruchteil senken. Für technische Auslegungen sollten Sie gemessene Werte oder Herstellerangaben verwenden.
Der Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung erklärt, warum ein schwerer Schrank zuerst ruckartig losgerissen werden muss und sich dann leichter schieben lässt. Er ist auch der Grund für das Antiblockiersystem im Auto: Rollende Reifen nutzen die höhere Haftreibung, blockierte Räder rutschen nur noch mit Gleitreibung und verlängern den Bremsweg.
Die Haftreibungskraft ist keine feste Kraft, sondern ein Höchstwert. Ziehen Sie mit 100 N an einer Kiste, die bis 392 N haftet, antwortet die Reibung mit genau 100 N in Gegenrichtung, und nichts bewegt sich. Erst oberhalb der Grenze kippt das Gleichgewicht.
Das verwendete Modell nach Coulomb ist eine gute Näherung für trockene, feste Oberflächen. Bei Gummi, weichen Werkstoffen oder sehr hohen Geschwindigkeiten weicht die Wirklichkeit davon ab. Für geneigte Flächen gibt es den Schiefe-Ebene-Rechner, der die Reibung mit der Hangabtriebskraft verrechnet.
Tipps und typische Fehler
Reibung abschätzen.
- Richtwerte: Schwanken.
- Haften: Größer als Gleiten.
- Schmierung: Senkt μ.
- Messen: Für Technik.
Weitere Rechner: Mathe & Formeln
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Reibungskraft?
Reibungszahl mal Normalkraft; auf waagerechter Fläche ist die Normalkraft m mal g.
Warum ist Haftreibung größer als Gleitreibung?
Ruhende Oberflächen verzahnen sich stärker als gleitende.
Hängt Reibung von der Auflagefläche ab?
Im einfachen Modell nicht, nur von Normalkraft und Materialpaarung.
Welche Reibungszahl hat Gummi auf Asphalt?
Trocken etwa 0,7 bis 0,9, nass deutlich weniger.
Was ist Rollreibung?
Der Widerstand rollender Körper, meist viel kleiner als Gleitreibung.
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