Reibungskraft berechnen
Reibungskraft F = μ × N. Berechnung aus der Masse auf horizontaler Fläche, Bestimmung des Reibungskoeffizienten und Bewegungsprüfung mit Haftreibung und Gleitreibung.
Was ist Reibung?
Reibung ist die Kraft zwischen zwei sich berührenden Oberflächen, die einer Gleitbewegung entgegenwirkt. Bei trockenen Oberflächen ist sie proportional zur anpressenden Normalkraft: Fs = μ × N. Die Konstante μ ist der dimensionslose Reibungskoeffizient.
Haftreibung und Gleitreibung
Beim Schieben eines ruhenden Körpers wächst die Reibung mit der äußeren Kraft, sodass der Körper zunächst ruht. Diese Haftreibung beträgt höchstens μs × N. Überschreitet die äußere Kraft diese Grenze, beginnt der Körper zu gleiten und die Reibung sinkt auf μk × N. Der Gleitreibungskoeffizient ist meist kleiner als der Haftreibungskoeffizient und kann ihm bei manchen Oberflächen entsprechen. Deshalb ist das Inbewegungsetzen oft schwieriger als das Weiterbewegen.
Auf horizontaler Fläche
Bei einem Körper auf horizontalem Boden entspricht die Normalkraft der Gewichtskraft: N = m × g. Die Reibungskraft beträgt dann Fs = μ × m × g.
Beispiel
Eine Kiste mit 10 kg ruht auf horizontalem Boden. Es gelten ein Haftreibungskoeffizient von 0,4, ein Gleitreibungskoeffizient von 0,3 und g = 10 m/s². Die Normalkraft beträgt 100 N, die maximale Haftreibung 40 N. Bei einer Schubkraft von 30 N bleibt die Kiste in Ruhe und die Reibung beträgt 30 N. Bei 50 N gleitet sie. Die Gleitreibung beträgt 30 N, die resultierende Kraft 20 N und die Beschleunigung 20 / 10 = 2 m/s².
Grenzen
Die Formel gilt für trockene Oberflächen. Geschmierte Lager, Rollwiderstand sowie Luftwiderstand und Wasserwiderstand folgen anderen Beziehungen. Der Reibungskoeffizient hängt stark vom Oberflächenzustand ab. Der Rechner enthält deshalb keine Tabelle. Verwenden Sie den Wert der Aufgabenstellung oder einen Messwert.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Reibungskraft?
Eine Masse von beispielsweise 10 kg gleitet auf horizontaler Fläche bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,3 und einer Fallbeschleunigung von 9,80665 m/s² mit 29,42 N Reibungskraft. Die Normalkraft wird mit dem angenommenen Reibungskoeffizienten multipliziert. Dieses Modell trockener Gleitreibung erfasst keine geschmierten Lager, keinen Rollwiderstand und keinen Strömungswiderstand.
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