Reibung ist die Kraft, die der Bewegung eines Objekts entgegenwirkt. Um ein sich bewegendes Objekt anzuh alten, muss die Kraft entgegen der Bewegungsrichtung wirken. Wenn Sie beispielsweise einen auf dem Boden liegenden Ball schieben, bewegt er sich. Die Kraft des Stoßes bewegt es an einen anderen Ort. Allmählich verlangsamt sich der Ball und hört auf, sich zu bewegen. Die Kraft, die der Bewegung eines Objekts entgegenwirkt, nennt man Reibung. In der Natur und in der Technik gibt es eine Vielzahl von Beispielen für die Anwendung dieser Kraft.
Reibungsarten
Es gibt verschiedene Arten von Reibung:
Eine Schlittschuhkufe, die sich über Eis bewegt, ist ein Beispiel für Ausrutschen. Wenn sich der Skater auf der Eisbahn bewegt, berührt die Unterseite der Skates den Boden. Die Quelle der Reibung ist der Kontakt zwischen der Klingenoberfläche und dem Eis. Das Gewicht eines Objekts und die Art der Oberfläche, auf der es sich bewegt, bestimmendie Menge an Schlupf (Reibung) zwischen zwei Objekten. Ein schwerer Gegenstand übt mehr Druck auf die Oberfläche aus, über die er gleitet, sodass mehr Gleitreibung entsteht. Da Reibung auf Anziehungskräfte zwischen den Oberflächen von Objekten zurückzuführen ist, hängt die Größe der Reibung von den Materialien der beiden interagierenden Objekte ab. Versuchen Sie, auf einem glatten See zu skaten, und Sie werden es viel einfacher finden, als auf einer holprigen Schotterstraße zu skaten
- Restreibung (Kohäsion) - die Kraft, die zwischen 2 sich berührenden Körpern auftritt und das Auftreten von Bewegung verhindert. Um beispielsweise einen Schrank zu bewegen, einen Nagel einzuschlagen oder Schnürsenkel zu binden, müssen Sie die Adhäsionskraft überwinden. Es gibt viele ähnliche Beispiele für Reibung in Natur und Technik.
- Beim Fahrradfahren ist der Kontakt zwischen Rad und Fahrbahn ein Beispiel für Rollreibung. Wenn ein Objekt auf einer Oberfläche rollt, ist die zum Überwinden der Rollreibung erforderliche Kraft viel geringer als die zum Überwinden des Gleitens erforderliche Kraft.
Gleitreibung
Wenn du das Buch auf den Tisch schobst und es sich um eine bestimmte Strecke bewegte, erfuhr es die Reibung von sich bewegenden Objekten. Diese Kraft ist als kinetische Reibungskraft bekannt. Es wirkt auf eine Oberfläche einer anderen, wenn zwei Oberflächen aneinander reiben, weil sich eine oder beide Oberflächen bewegen. Wenn Sie zusätzliche Bücher auf das erste Buch legen, um die Normalkraft zu erhöhen, wird die kinetische Reibungskrafterhöhen.
Es gibt folgende Formel: FReibung=ΜFn. Die Gleitreibungskraft ist gleich dem Produkt aus Gleitreibungskoeffizient und Normalkraft. Zwischen diesen beiden Kräften besteht eine lineare Beziehung. Der Gleitreibungskoeffizient bezieht die Reibungskraft auf die Normalkraft. Da es sich um eine Kraft handelt, ist die Maßeinheit Newton.
Haftreibung
Stell dir vor, du versuchst ein Sofa über den Boden zu schieben. Sie drücken mit etwas Kraft darauf, aber es bewegt sich nicht. Die Haftreibungskraft wirkt als Reaktion auf Kraft in einem Versuch, eine Bewegung eines stationären Objekts zu bewirken. Wenn keine solche Kraft auf das Objekt wirkt, ist die Haftreibungskraft Null. Wenn eine Kraft versucht, eine Bewegung zu verursachen, steigt die zweite auf ihren Maximalwert, bevor sie überwunden wird, und die Bewegung beginnt.
Formel für diese Ansicht: FReibung=ΜsFn. Die Haftreibungskraft ist kleiner oder gleich dem Produkt aus dem Haftreibungskoeffizienten Μ (s) und der Normalkraft F (n). Im Sofabeispiel gleicht die maximale Haftreibungskraft die Kraft der Person aus, die sie drückt, bis sich das Sofa zu bewegen beginnt.
Reibwert messen
Was bestimmt die Reibungskraft? In Natur und Technik spielen die Materialien, aus denen Oberflächen bestehen, eine gewisse Rolle. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie versuchen, Basketball zu spielen, während Sie Socken anstelle von Sportschuhen tragen. Es kannIhre Gewinnchancen erheblich verschlechtern. Der Schuh hilft dabei, die nötige Kraft bereitzustellen, um beim Laufen auf der Oberfläche schnell zu bremsen und die Richtung zu ändern. Es gibt mehr Reibung zwischen deinen Schuhen und einem Basketballplatz als zwischen deinen Socken und einem polierten Holzboden.
Verschiedene Koeffizienten zeigen, wie leicht ein Objekt über ein anderes gleiten kann. Ihre genauen Messungen sind ziemlich empfindlich gegenüber Oberflächenbedingungen und werden experimentell bestimmt. Nasse Oberflächen verh alten sich ganz anders als trockene Oberflächen.
Physik: Reibungskräfte in Natur und Technik
Du erlebst die ganze Zeit Reibungen und du solltest froh sein, dass es möglich ist. Es ist diese Kraft, die hilft, stationäre Objekte an Ort und Stelle zu h alten, und eine Person stürzt beim Gehen nicht. Was ist Reibung? In Natur und Technik finden sich auf Schritt und Tritt Beispiele. Sie wissen es vielleicht nicht, aber Sie sind bereits sehr vertraut mit dieser Kraft. Es tritt in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung auf und ist daher eine Kraft, die die Bewegung von Objekten beeinflusst.
Wenn Sie die Kiste über den Boden bewegen, wirkt die Reibung gegen die Kiste in die entgegengesetzte Richtung der Kiste. Wenn Sie einen Berg hinuntergehen, wirkt Reibung Ihrer Abwärtsbewegung entgegen. Wenn Sie in einem Auto die Bremsen betätigen und eine Weile weiterfahren, wirkt die Reibung entgegen Ihrer Gleitrichtung, wodurch der Schlupf schließlich vollständig gestoppt wird.
Wenn zwei Gegenstände aneinander "reiben", werden Kräfte eingestelltAnziehung zwischen den Molekülen von Objekten, die Reibung verursacht. In Natur und Technik kann es zwischen fast allen Phasen der Materie – Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen – vorkommen. Reibung tritt zwischen zwei Gegenständen auf, wie z. B. einer Kiste und einem Boden, kann aber auch zwischen Fischen und dem Wasser, in dem sie schwimmen, und Gegenständen, die in die Luft fallen, auftreten. Reibung durch Luft hat einen besonderen Namen: Luftwiderstand.
Die Rolle der Reibung in Natur, Technik, Leben
Reibung ist ein integraler Bestandteil der menschlichen Erfahrung. Wir brauchen Traktion, um zu gehen, zu stehen, zu arbeiten und zu fahren. Gleichzeitig benötigen wir Energie, um den Bewegungswiderstand zu überwinden, sodass zu viel Reibung überschüssige Energie erfordert, um Arbeit zu leisten, was zu Ineffizienz führt. Im 21. Jahrhundert steht die Menschheit vor der doppelten Herausforderung von Energieknappheit und globaler Erwärmung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Daher ist die Fähigkeit, Reibung zu kontrollieren, in der heutigen Welt zu einer Top-Priorität geworden, jedoch fehlt es vielen noch immer an Verständnis für die grundlegende Natur der Reibung.
Reibung in Natur und Technik (Physik) war schon immer ein Thema der Neugier. Die intensive Erforschung des Ursprungs dieser Kraft begann im 16. Jahrhundert nach der Pionierarbeit von Leonardo da Vinci. Der Fortschritt beim Verständnis seiner Natur war jedoch langsam, was durch das Fehlen eines Instruments für genaue Messungen behindert wurde. Die genialen Experimente des Wissenschaftlers Coulomb und anderer haben wichtige Informationen geliefert, um die Grundlage für das Verständnis zu legen. Beginnend in den späten 1800er und frühenDampfmaschinen, Lokomotiven und dann Flugzeuge erschienen in den 1900er Jahren. Außerdem erfordert die Weltraumforschung ein klares Verständnis der Reibung und die Fähigkeit, sie zu kontrollieren.
Bedeutende Fortschritte bei der Anwendung und Kontrolle von Reibung in der Naturtechnologie im Alltag wurden durch Versuch und Irrtum erzielt. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts entstand durch den Einsatz von Nanotechnologien eine neue Dimension der nanoskaligen Reibung. Das menschliche Verständnis der atomaren und molekularen Reibung erweitert sich schnell. Heutzutage erfordern Energieeffizienz und erneuerbare Energieerzeugung sofortige Aufmerksamkeit, da die Wissenschaft bestrebt ist, die CO2-Emissionen zu reduzieren. Die Fähigkeit, Reibung zu kontrollieren, wird zu einem wichtigen Schritt bei der Suche nach nachh altigen Technologien. Das ist der Indikator für Energieeffizienz. Wenn es gelingt, unnötige Energieverluste zu reduzieren und die aktuelle Energieeffizienz zu steigern, wird dies Zeit für die Entwicklung alternativer Energiequellen geben.
Beispiele für Reibungen im Leben
Reibung ist eine Widerstandskraft. Es behindert die Bewegung eines anderen Objekts, indem es eine gewisse Kraft aufwendet. Aber woher kommt diese Kraft? Zunächst lohnt es sich, es auf molekularer Ebene zu betrachten. Die Reibung, die wir im Alltag sehen, kann durch Oberflächenrauhigkeiten verursacht werden. Wissenschaftler glaubten lange Zeit, dass dies der Hauptgrund für sein Auftreten sei.
Die einfachsten Beispiele für Reibung in Natur und Technik sind die folgenden:
- Beim Gehen die Reibungskraft, diebetrifft die Sohle, gibt uns die Möglichkeit, voranzukommen.
- Eine Leiter, die an einer Wand lehnt, fällt nicht auf den Boden.
- Leute, die ihre Schnürsenkel binden.
- Ohne die Reibungskraft könnten Autos nicht nur bergauf, sondern auch auf einer ebenen Straße fahren.
- In der Natur hilft es Tieren, auf Bäume zu klettern.
Es gibt viele solcher Punkte, es gibt auch Fälle, wo diese Kraft im Gegenteil eingreifen kann. Um die Reibung zu verringern, erh alten Fische beispielsweise ein spezielles Gleitmittel, dank dem sie sich neben der stromlinienförmigen Körperform im Wasser reibungslos bewegen können.
