User manual

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■ Da wir im vorherigen Versuch gelernt haben, dass sich Energie nach dem Energieerhaltungssatz nur
umwandeln kann und nicht verloren geht, stellt sich die Frage, warum die Kugel dann trotzdem anhält?
Wenn keine Energie verloren gehen kann, muss sie doch immer weiterrollen, oder?
Aufgabe:
Führe den vorherigen Versuch mit dem Modell 4 (Halfpipe) nochmal durch.
Überlege dir dieses Mal, warum die Kugel irgendwann anhält! Ein Tipp:
Fahre mit einem Finger durch die Bahn.
Du spürst einen Widerstand und bemerkst außerdem, dass die Oberfläche der Bahn nicht glatt ist. Der
Effekt, um den es sich hier handelt ist die Reibung. Das Wort Reibung hast du vielleicht schon einmal
gehört, aber was ist Reibung eigentlich genau und woher kommt sie?
Reibung ist ein Effekt der zwischen zwei Körpern auftritt (so genannte äußere Reibung), wenn sich die
Oberflächen berühren. Um zu verstehen, warum die Kugel anhält, müssen wir uns die Oberflächen der
Kugel und der Flexschiene einmal stark vergrößert anschauen.
■ Wenn man sich nun vorstellt, dass die Oberflächen aneinander hängen bleiben, wird klar, dass die Ku-
gel mit der Zeit langsamer wird, sie muss ja ständig gegen diese Unebenheiten ankämpfen. Physikalisch
werden hier die Energien durch Reibung in Wärme (-Energie) umgewandelt. Wenn die Kugel stehen bleibt
ist die komplette Lageenergie/Bewegungsenergie durch die Reibung in Wärme umgewandelt worden. Bei
der entstehenden Wärme handelt es sich um „verlorene Energie“, weil man sie nicht mehr nutzen kann
und sie sozusagen verliert.
Die Reibung kann man zusätzlich in Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung unterteilen.
• Haftreibung: Die Reibung ist so groß, dass zwei Oberflächen aneinander haften und sich nicht bewegen.
• Gleitreibung: Die Reibung ist gerade so groß, dass zwei Oberflächen aneinander abgleiten.
• Rollreibung: Diese Reibungsart entsteht beim Rollen eines Körpers auf einer Unterlage.
Ein Beispiel, dass durch Reibung Wärme entsteht, kannst du einfach nachprüfen, indem du deine Hände
aneinander „reibst“. Du wirst schon nach kurzer Zeit merken, dass es recht schnell wärmer wird.
Da du nun die drei verschiedenen Arten der Reibung kennst, kannst du hier den Beispielen die passende
Reibungsart zuordnen:
Haftreibung Gleitreibung Rollreibung
Fahrrad fahren
X
Klebeband auf Papier
Ski fahren
Schlittschuh fahren
Klettverschluss
Kugel in einer Bahn des PROFI-Dynamic L2 Baukastens
Inliner fahren
Wieso hält
die Kugel an?
Oberflächen stark vergrößert
Die Physik der Reibung
Reibung im Alltag