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Reibung

Aufgaben

1. Aufgabe

Arbeitsauftrag

Erhöhen Sie die Neigung der schiefen Ebene so weit, dass die Hangabtriebskraft gerade die maximale Haftreibungskraft übersteigt, d.h. dass sich der Wagen in Bewegung setzt. Wie groß ist jetzt die Gesamtkraft auf den Klotz entlang der schiefen Ebene? Am s ( t ) -Diagramm können Sie erkennen, dass der Klotz die Ebene hinunter beschleunigt wird. Wie kommt die beschleunigende Kraft zu Stande?

Abb.1
JPAKMA-Projekt: Haft- und Gleitreibung auf der schiefen Ebene

2. Aufgabe

Auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel α befindet sich eine Kugel mit dem Radius r = 1 cm . Der Rollreibungskoeffizient sei f R R = 1,5 10 3 m . Wie groß muss der Winkel sein, damit die Kugel herunterrollt?

3. Aufgabe

Abb.2

Ein Holzklotz vom Gewicht G = 2 N liegt auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel α = 30 ° . An ihm greift eine Kraft F parallel zur schiefen Ebene nach oben an. Der Reibungsfaktor f R = 0,4 .

a) Wie sind der kleinste und der größte Wert von F, ohne dass der Klotz sich bewegt?

b) Sei α = 20 ° . Wie groß sind die entsprechenden Kräfte?

4. Aufgabe

Für den Luftwiderstand eines Fallschirms verwende man c w = 2,0 . Die Dichte der Luft sei ρ = 1,29 kgm-3 .

a) Mit welcher Endgeschwindigkeit fällt ein Fallschirmspringer der Masse m = 90 kg , wenn er einen runden Schirm mit Radius r = 1,8 m benutzt?

b) Schätzen Sie ab, aus welcher Höhe der gleiche Mensch ohne Fallschirm springen muss, um die gleiche Geschwindigkeit am Boden zu erreichen?

c) Welche Fläche muss ein Fallschirm haben, um einen Jeep der Masse m = 750 kg aus einem Flugzeug sicher auf den Boden abzusetzen, wobei die Aufprallgeschwindigkeit und damit die maximale Fallgeschwindigkeit den Wert v = 9 ms-1 nicht überschreiten soll.

5. Aufgabe

Wie groß muss die Antriebskraft sein, damit ein Auto ( m = 1000 kg , A = 1,9 m2 , c w = 0,4 , Radius der Reifen r = 0,25 m , f R R = 0,0075 m ) auf ebener Straße die Geschwindigkeiten v 1 = 50 kmh-1 , v 2 = 100 kmh-1 und v 3 = 150 kmh-1 hält.

6. Aufgabe

Abb.3

Ein Körper der Masse m = 2 kg wird unter einem Winkel α = 30 ° zur Horizontalen mit der Zugkraft FZ = 20 N gezogen. Der Reibungsfaktor sei f R = 0,6 . Wie groß ist die Beschleunigung?

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