Haftreibung | Gleitreibung | Verschiebekraft | Reibungszahl | Verschieben einer Kommode

Technische Mechanik Hibbeler Statik 1
Bsp 8.23
Die homogene Kommode mit dem Gewicht G (360N) steht auf einem Fliesenboden mit dem Haftkoeffizienten von 0,25. Der Mann drückt unter dem Winkel 30° gegen die Kommode. Ermitteln Sie den kleinsten Betrag der Kraft F, der zur Bewegung notwendig ist. Bestimmen Sie ebenfalls den kleinsten Haftkoeffizienten zwischen den Schuhen und dem Boden, bei dem der Mann nicht ausrutscht. Der Mann hat ein Gewicht von 600 N.

00:00 Kraft F
06:10 Haftkoeffizient

Aufgabe und Bildzitat aus
Technische Mechanik 1 Statik, 14.,aktualisierte Auflage, Russell C. Hibbeler, 2018 Pearson Deutschland GmbH, 85399 Hallbergmoos

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Gleitreibung tritt auf, wenn ein Körper durch eine Kraft gegen einen anderen Körper gedrückt wird und der eine Körper relativ zu dem anderen Körper gleitet. Die sogenannte Gleitreibungskraft entsteht dadurch, dass die Oberflächen der Materialien mit dem Mikroskop betrachtet niemals vollkommen glatt, sondern etwas rauh sind. Dadurch "verhaken" sich die Teilchen an den beiden Oberflächen miteinander. Dies zeigt sich dann makroskopisch als Kraft, die entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.

Wenn ein Körper mit seiner Gewichtskraft FG = Normalkraft FN auf eine horizontale Gleitfläche drückt und durch die Kraft F mit gleich bleibender Geschwindigkeit v bewegt wird. Muss er beim Verschieben die Gleitreibungskraft überwinden. Sie wirkt immer tangential in der Berührungsfläche.

Den Richtungssinn findest du aus folgender Überlegung:

Die Reibungskraft versucht, den schnelleren Körper zu verzögern, den langsameren (oder stillstehenden) dagegen zu beschleunigen. Ruhen beide Körper, bestimmt der zu erwartende Bewegungszustand den Richtungssinn der Reibungskraft.
Der Kräfteplan zeigt die vier miteinander im Gleichgewicht stehenden Kräfte. Du siehst, dass mit zunehmender Reibungskraft FR der Winkel ρ zwischen Normalkraft FN und einer Ersatzkraft Fe größer wird und dass die Reibungskraft der Tangensfunktion dieses Winkels proportional ist. Man nennt ihn den Reibungswinkel ρ. Seine Tangensfunktion wird als Reibungszahl μ bezeichnet.

Reibung ist die Hemmung von Bewegung. Zu unterscheiden ist hierbei zwischen der Haftreibung, bei der keine Bewegung der Körper zueinander stattfindet und der Gleitreibung, bei der sich die Oberflächen relativ zueinander bewegen.

Gleitreibung liegt vor, wenn zwei Körper aufeinander gleiten. Ein Beispiel: Ziehen wir an dem Klotz so stark, dass er sich bewegt, liegt anschließend ein gleiten der beiden Körper vor. Die Geschwindigkeit ist somit ungleich Null. Die Gleitreibung ist dabei geringer als die Haftreibung.

Die Reibungskraft ist proportional zur Gewichtskraft eines Körpers und unabhängig von der Größe der Auflagefläche.

Arten der Reibung
• Haftreibung liegt vor, wenn ein Körper auf einem anderen haftet, die Körper also relativ zueinander in Ruhe sind. ...
• Gleitreibung liegt vor, wenn ein Körper auf einem anderen gleitet, die Körper also relativ zueinander in Bewegung sind. ...
• Rollreibung liegt vor, wenn ein Körper auf einem anderen abrollt.

Der Reibungskoeffizient, auch Reibungszahl genannt (Formelzeichen µ oder f), ist eine Größe der Dimension Zahl für das Verhältnis der Reibungskraft zur Anpresskraft zwischen zwei Körpern.
Wann beginnt ein Körper auf einer schiefen Ebene zu rutschen?

Ist die Hangabtriebskraft groß genug, um die zwischen Körper und schiefer Ebene wirkende Reibungskraft zu überwinden, so beginnt der Körper zu gleiten. Schlittenfahren auf einer schiefen Ebene. Je länger also die schiefe Ebene ist, desto kleiner ist die entlang der Ebene wirkende Hangabtriebskraft.

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