ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Physik
Reibungskraft
Physik · Klasse 8–9 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: E.4 Weitere Bewegungen (nicht verbindlich)
Reibung bremst jede Bewegung auf dem Boden. Diese Seite zeigt, wovon die Reibungskraft abhängt, und rechnet ein Beispiel durch.
Worum es geht
Wer eine Kiste über den Boden schiebt, spürt eine Gegenkraft, die Reibungskraft. Sie hängt von zwei Dingen ab: davon, wie stark der Körper auf den Boden drückt (die Normalkraft F_N), und von den beiden Oberflächen (die Reibungszahl μ). Auf waagerechtem Boden ist die Normalkraft gleich der Gewichtskraft. Die Haftreibung beim Losreißen ist größer als die Gleitreibung beim Weiterziehen. Deshalb ist der erste Ruck immer der schwerste.
Die Formeln
| Größe | Formel | Einheit |
|---|---|---|
| Reibungskraft | F_R = μ · F_N | N |
| Normalkraft (waagerecht) | F_N = m · g | N (g = 9,81 N/kg) |
| Reibungszahl | μ = F_R / F_N | ohne Einheit |
| Bremsweg | s = v² / (2 · μ · g) | m |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Ein Schrank (80 kg) wird über einen waagerechten Boden gezogen, μ = 0,35. Wie groß ist die Reibungskraft? (1 NKS)
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Formeln | F_N = m · g; F_R = μ · F_N | die Reibung hängt von der Kraft auf den Boden ab, nicht von der Masse direkt |
| 2 · Normalkraft | F_N = 80 kg · 9,81 N/kg = 784,8 N | auf waagerechtem Boden gleich der Gewichtskraft |
| 3 · Einsetzen | F_R = 0,35 · 784,8 N | μ hat keine Einheit, die Kraft bleibt in N |
| 4 · Ergebnis | F_R = 274,68 N ≈ 274,7 N | ein gutes Drittel der Gewichtskraft |
Der typische Fehler
Die Masse statt der Normalkraft einsetzen. 0,35 · 80 = 28, und dann steht da „28 N“. Das ist fast zehnmal zu wenig, weil g fehlt. Es fühlt sich richtig an, weil die Aufgabe die Masse nennt und keine Kraft. μ multipliziert aber eine Kraft mit einer Kraft: Kilogramm müssen erst mit g zu Newton werden.
So prüfst du dein Ergebnis
Einheit: μ hat keine Einheit, also muss F_R dieselbe Einheit wie F_N haben. Größenordnung: μ liegt meist zwischen 0,1 und 0,8, die Reibungskraft also zwischen einem Zehntel und knapp der ganzen Gewichtskraft. Grenzfall: μ = 0 heißt reibungsfrei.