Reibung/Bremsweg

huhu all!

gestern hatte ich eine kleine diskussion mit einem kollegen betreffend reibung und bremsweg. man stelle sich vor:

1 betonklotz 1x1x1m
1 betonklotz 1x1x3m

die grundfläche ist jeweils dieselbe, also 1 m2, beide haben dieselbe geschwindigkeit. kommen beide klötze nach derselben zurückgelegten distanz zum stillstand? wir waren eigentlich der meinung ja, weil die reibung beider klötze proportional zu ihrem gewicht ist.

wie sieht es aber aus, wenn das gewicht sehr hoch ist, wie sieht es aus wegen haft/gleitreibung? hat ein unendlich schwerer klotz eine unendlich grössere reibung?

abitur ist schon über 10 jahre her, und irgendwie waren wir uns nicht so sicher. danke für eine ausführliche erklärung :smile:

bye all

laurent

Huhu!

Deine Antwort ist richtig. Hier die Begründung:

1 betonklotz 1x1x1m
1 betonklotz 1x1x3m

Der eine Block hat ein Volumen von 1m³, der andere von 3m³, also das dreifache Volumen = 3faches Gewicht. Die Grundfläche sei bei beiden 1m², also steht der große Block „hochkant“, ja?

Beide Körper haben die gleiche Geschwindigkeit. Da der große Block aber dreimal so schwer ist, hat er die dreifache Bewegungsenergie.

Bei der Reibung wirkt eine Kraft (die Reibungskraft), welche die Bewegung verlangsamt. Diese Kraft wirk über die Strecke, die die Blöcke rutschen. Kraft mal Strecke ist gleich Arbeit und Arbeit ist gleich Energie. Die Blöcke bleiben genau dann stehen, wenn durch die Reibung(sarbeit) genau die Bewegungsenergie „verbraucht“ ist (bzw. in Reibungswärme umgewandelt ist).

Achtung: Die Reibung(skraft) ist **nicht abhängig von der Auflagefläche, sondern nur von der Andruckkraft. Die Andruckkraft wiederum ist proportional zum Gewicht. Der große Block hat also eine dreimal so große Andruckkraft und damit eine dreimal so große Reibung(skraft). Da er ja auch eine dreimal so große Bewegungsenergie hat, bleibt er nach der selben Strecke stehen, nach der auch der kleine Block stehen bleibt.

Anm: Die Reibung ist natürlich auch abhängig von den Materialien, aber die sind ja in beiden Fällen gleich.

wie sieht es aber aus, wenn das gewicht sehr hoch ist

Dann ist auch die Bewegungsenergie sehr hoch -> gleiches Ergebnis (solange der Untergrund das aushält und sich der Klotz nicht im Boden „eingräbt“.

wie sieht es aus wegen haft/gleitreibung?

Bei Haftreibung bewegen sich die Klötze ja nicht. Die Haftreibung(skraft) ist mindestens so groß wie die Gleitreibung(skraft). Du brauchst also dreimal so viel Kraft, um den großen Klotz ins Rutschen zu bringen.

hat ein unendlich schwerer klotz eine unendlich grössere reibung?

Ja.

Hoffe, das hat etwas geholfen,
Gruß
Jochen**

Hi
soweit exakt,

bis auf eines: ein unendlich schwerer Klotz hätte eine unendlich hohe Gravitation und würde sich daher samt anhängender Erde in ein schwarzes Loch verwandeln :wink:

Andreas

Huhu,

ich denke, wir sind uns einig, dass es unendlich schwere Klötze nicht gibt… :wink:

aber… ein unendlich schwerer Klotz würde das gesamte Universum in ein schwarzes Loch verwandeln - nicht nur sich und die Erde! Die Gravitationswirkung des Klotzes wäre in jedem Punkt des Universums unendlich groß. Laut RT krümmt diese den Raum, der also überall (so nehme ich mal an) damit unendlch stark gekrümmt ist. Außerdem bewirkt die Gravitation noch eine Zeitdilatation. Ob es in einem Universum mit einem unendlich schweren Klotz Zeit gibt? Ich weiß gar nicht, wie sich die Gravitation quantenmechanisch auswirkt…

Freundliche Grüße!
Jochen

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