Haftreibung und Zugkraft

Ph1l · Anmeldungsdatum: 13.02.2024 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ich würde gerne berechnen wie viel Kraft notwendig ist, um einen Körper der auf einem Blatt Papier liegt zu bewegen (über das Papier zu ziehen). Da die Kraft sehr klein ist, können wir sie nicht mit einem Federkraftmesser o.ä. messen.

Meine Ideen:
Unsere Idee war es nun das Blatt Papier auf ein Brett zu befestigen und es wie eine Rampe zu positionieren und den Körper darauf zu legen. Dann wollten wir den Winkel immer weiter erhöhen, also die Rampe immer "steiler" machen, bis der Körper anfängt abzurutschen und damit die "loslösekraft" berechnen nur leider haben wir keine Ahnung wie genau wir das machen können.
Das Gewicht des Körpers ist natürlich bekannt, der Haftreibungskoeffizient jedoch nicht. Kann uns jemand weiterhelfen? Vielen Dank im vorraus.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Eure Idee ist sehr gut Thumbs up!

Damit kann der Haftreibungskoeffizient rechnerisch ermittelt werden.

m = Masse des Körpers
alpha = Neigungswinkel der Rampe gegen die Horizontale
g = Erdbeschleunigung
mü_h = Haftreibungskoeffizient
F_h = Haftkraft

Die Steigung der Rampe langsam erhöhen bis der Körper gerade anfängt zu rutschen. Dann den Winkel der Rampe messen.Es gilt die Gleichgewichtsbedingung:

Hangabtriebskraft = Reibkraft

Beispiel:

In der Ebene ist

Die Kraft, um die Haftreibung in der Ebene zu überwinden beträgt

Anschliessend tritt Gleitreibung ein.
Wenn man die Zeit zwischen Gleitbeginn und Ende der Rampe misst, kann der Gleitreibungskoeffizient bzw. die Gleitkraft wie folgt ermittelt werden:
Gleichgewichtsbedingung: