Was ist Haftreibung und was bedeutet Haftreibungskoeffizient? All das erfährst du hier!
Haftreibung entsteht, wenn ein Körper durch seine Kraft auf einen anderen Körper gedrückt wird. Dabei ruht der eine Körper relativ zu dem anderen Körper und auf einen der Körper wirkt eine Zugkraft.
Das ist zum Beispiel der Fall, wenn du einen Klotz auf den Boden stellst. Versuchst du den Klotz dann zu ziehen, entsteht die Haftreibungskraft. Sie verhindert, dass der Körper sich bewegt.
Zugkraft und Haftkraft sind immer gleich groß und entgegengesetzt. Wird die Zugkraft aber größer als die maximale Haftkraft, fängt der Klotz an zu gleiten. Du kannst die maximale Haftreibungskraft dann berechnen mit der Formel:
FHR,max = µHR • FN
Reibung entsteht immer dann, wenn zwei Körper aufeinander liegen, gleiten oder rollen. Je rauer die Oberfläche der Körper ist, desto mehr Kraft braucht man, um die Körper zu bewegen. Bei glatten Oberflächen reichen hingegen schon geringe Kräfte.
Schau dir die Ursache der Haftreibung nun genauer an. Stell dir dafür einen Klotz vor, der auf einer Unterlage liegt. Das kann zum Beispiel eine Holzkiste auf einem Steinboden sein. In dieser Situation wirken verschiedene Kräfte.
Gewichtskraft und Normalkraft
In der Mitte des Klotzes ist sein Schwerpunkt. Auf ihn wirken zwei Kräfte:
Zugkraft und Haftreibungskraft
Neben der Gewichts- und Normalkraft wirken auf den Klotz noch andere Kräfte. Sobald eine Zugkraft in eine Richtung wirkt, entsteht auch eine Haftreibungskraft in die andere Richtung.
Größe und Maximalwert der Haftreibungskraft
Die Haftreibungskraft ist bis zu einem bestimmten Wert genauso groß, wie die Zugkraft. Weil sich die Oberflächen verhaken, bewegt sich der Körper nicht. Die Kräfte kompensieren sich. Erst wenn die Zugkraft größer wird als die Haftreibungskraft, bewegt sich der Klotz. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich nicht mehr um die Haftreibung, sondern um die Gleitreibung .
Die Haftreibungskraft berechnest du mit der Formel
FHR,max = µHR • FN
Der Buchstabe µHR („mü“ Haftreibung) ist die Proportionalitätskonstante. Du kannst sie auch Haftreibungskoeffizient oder Haftreibungszahl nennen. Sie hängt von den Materialien der Oberfläche der Körper ab.
Wie groß der Haftreibungskoeffizient abhängig vom Material ist, kannst du in der folgenden Tabelle sehen.
Material | Haftreibungskoeffizient |
Holz auf Holz | 0,6 |
Reifen auf Asphalt trocken | 0,8 |
Reifen auf Asphalt nass | 0,5 |
Reifen auf Beton trocken | 0,9 |
Reifen auf Beton nass | 0,6 |
Stahl auf Grauguss | 0,2 |
Stahl auf Stahl trocken | 0,15 |
Stahl auf Stahl geschmiert | 0,1 |
Stahl auf Eis | 0,03 |
Den Haftreibungskoeffizient nennst du auch Proportionalitätskonstante oder Haftreibungszahl. Sie wird mit dem Buchstaben µHR („mü Haftreibung“) abgekürzt und hängt von den Materialien der Körperoberflächen ab. Der Haftreibungskoeffizient sagt dir, wie stark die Reibung zwischen den Körper ist. Sie ist immer kleiner 1.
Haftreibung kann erwünscht oder unerwünscht sein. Erwünscht ist sie zum Beispiel:
Unerwünscht ist die Haftreibung zum Beispiel:
Die Haftreibung kann übrigens auch vergrößert und verkleinert werden. Die Haftreibung wird größer,
Die Haftreibung wird kleiner,
Bei Aufgaben zur Reibungskraft in der Physik kommt es oft zu Verwirrungen. Hier haben wir ein paar hilfreiche Tipps für dich zusammengefasst:
Haftreibung begegnet dir auch oft im Alltag. In unserem Video
zur Reibungskraft zeigen wir dir anhand von einigen Beispielen, wo im Alltag Reibungskräfte auftreten.
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