Haftreibung

Mit der so genannten Haftreibung beschäftigen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter der Haftreibung versteht und wie man sie berechnet. Dieser Artikel gehört zur Rubrik Physik / Mechanik.

Bevor wir uns im nun Folgenden mit der Haftreibung befassen, solltet ihr sicher stellen, dass ihr einige Grundkenntnisse der Physik bereits besitzt. Wem die folgenden Themen noch gar nichts sagen, der möge diese bitte erst einmal nachlesen. Alle anderen können gleich mit der Definition der Haftreibung starten.

• Newtonsche Gesetze
• Gleichförmige Bewegung
• Gleichmäßig beschleunigte Bewegung
• Mechanische Arbeit

Haftreibung Grundlagen

Die Haftreibung ist eine besondere Form der Reibung. Aus diesem Grund möchte ich hier erst einmal kurz auf den Begriff der Reibung eingehen, um anschließend dann die Haftreibung genauer zu beleuchten: Egal ob zwei Gegenstände aufeinander liegen, gleiten oder rollen, es tritt so genannte Reibung auf. Reibung beruht auf der Beschaffenheit der Kontaktflächen von Körpern. Bei rauen Flächen benötigt man große Kräfte, um die Körper relativ zueinander zu bewegen. Bei glatten Flächen genügen geringe Kräfte. Schaut man sich die Flächen auf mikroskopischer Ebene an, so erkennt man eine "Rauheit" auf diesen Flächen. Diese sorgt dafür, dass sich die Gegenstände ineinander verhaken und diese halten sich somit gegenseitig fest. Das folgende Bild zeigt euch diese Verhakungen zwischen zwei Materialien:

Die Haftreibung

Haftreibung liegt dann vor, wenn ein Körper auf einem anderen haftet. Dabei liegen zwei Körper aufeinander, ohne dass diese sich zueinander bewegen ( v = 0 ). Wie stark die Haftreibung ist, hängt von der Beschaffenheit der Berührungsflächen so wie der Kraft, mit der die Körper aufeinander wirken ab. Ohne Haftreibung wäre es für Menschen unmöglich, sich auf dem Boden weiter zu bewegen.

Grafik zur Haftreibung: Die Geschwindigkeit ist Null.

Haftreibungszahl

Die durch Haftreibung hervorgerufene maximale Haltekraft (Ruhereibung) F_H ist abhängig von der Normalkraft F_N sowie der Haftreibungszahl (siehe auch Reibungskoeffizient) μ_H. Für letzteres bedient man sich bei der Berechnung spezieller Tabellen. Die allgemeinen Formeln dazu sehen wie folgt aus:

• "F_RMAX"  ist die maximale Haltekraft in Newton [ N ]
• "µ_H" ist die Haftreibungszahl, Einheitenlos
• "F_N" ist die Normalkraft in Newton [ N ]
• "F_R" ist die Haltekraft [ N ]

Die Formeln ermöglichen bei gegebener Haftreibungszahl sowie gegebener Normalkraft die Berechnung der maximalen Haltekraft. Für die Haftreibung F_R ergibt sich hingegen eine Ungleichung.

Haftreibung Beispiel:

Ein Stück Holz liegt auf einem Stein ( µ_H = 0,6 ). Die Normalkraft betrage 50 Newton. Wie groß ist F_R?

Lösung: F_R = 0,6 · 50N = 30N.

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