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Die Reibungskraft

Ein Klotz auf einer Holzplatte reißt erst bei 12 N los, weiterschieben lässt er sich schon mit 9,0 N — hier bringst du Haft-, Gleit- und Rollreibung selbst in die richtige Ordnung.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was die Reibungskraft wirklich beeinflusst
AFB I

Ein Holzklotz wird über eine waagerechte Tischplatte gezogen. Welche Aussagen über die Reibungskraft stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die Größe der Auflagefläche ändert nichts: Verteilt sich dieselbe Anpresskraft auf mehr Fläche, so drückt jede Stelle entsprechend schwächer. Auch die Geschwindigkeit spielt keine Rolle — ein Klotz, der doppelt so schnell rutscht, wird nicht doppelt so stark gebremst. Und die Rollreibung ist die kleinste der drei Arten; genau deshalb gibt es Räder und Kugellager.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um Haften, Gleiten und Rollen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Zwei Größen entscheiden über die Reibungskraft: das Materialpaar und die Anpresskraft. Der Größe nach gilt Haftreibung vor Gleitreibung vor Rollreibung — und ohne die Haftreibung käme niemand vom Fleck.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Reibung entsteht überall dort, wo zwei aneinander liegen, und die Reibungskraft wirkt dabei stets zur Bewegungsrichtung; einen noch ruhenden Körper hält die fest, während beim Rutschen die kleinere wirkt — und neben den beteiligten Materialien entscheidet über die Reibungskraft vor allem die .

Übrig bleibt die Geschwindigkeit: Sie ändert die Gleitreibung nicht. Wer schneller schiebt, muss deshalb nicht stärker ziehen — nur der Weg wird in kürzerer Zeit zurückgelegt.
A4
Drei Reibungsarten sortieren
AFB I

Sortiert wird danach, was an der Berührstelle geschieht: ruhen, schleifen oder abrollen.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Haftreibung
2Gleitreibung
3Rollreibung
Entscheidend ist allein die Berührstelle: Bewegt sich dort nichts, so wirkt Haftreibung; schleifen die Flächen übereinander, so wirkt Gleitreibung; wälzt ein runder Körper ab, so wirkt Rollreibung. Der häufigste Fehler ist, den ruhenden Körper für reibungsfrei zu halten — auch er wird von der Haftreibung festgehalten.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Auf einer waagerechten Tischplatte liegt ein Holzklotz mit der Masse 2,0 kg. Darauf wird ein Gewichtsstück mit der Masse 0,5 kg gelegt. Berechne die Anpresskraft, mit der die Platte jetzt belastet wird. Rechne mit dem Ortsfaktor g = 9,81 N/kg und runde auf eine Stelle nach dem Komma.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Auf einer waagerechten Fläche ist die Anpresskraft genauso groß wie die Gewichtskraft: FN = m · g = 2,5 kg · 9,81 N/kg = 24,525 N ≈ 24,5 N. Der typische Fehler ist, nur die 2,0 kg des Klotzes einzusetzen — das aufgelegte Gewichtsstück drückt mit. Kopfrechen-Trick: 2,5 · 10 = 25 N, und weil 9,81 kleiner als 10 ist, liegt der genaue Wert knapp darunter.
A6
Vom Ziehen bis zum Rutschen
AFB II

Eine Kiste steht auf dem Boden und wird mit einem Kraftmesser immer stärker gezogen. Bringe die fünf Stationen dieses Versuchs in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Kiste steht still und niemand zieht — es wirkt keine Reibungskraft.
2Man zieht schwach; die Haftreibung wächst genau so stark mit und hält die Kiste fest.
3Man zieht stärker; die Haftreibung erreicht ihren größtmöglichen Wert.
4Die Zugkraft übersteigt diesen Wert — die Kiste reißt los und beginnt zu rutschen.
5Während des Rutschens wirkt nur noch die kleinere Gleitreibung; zum Weiterschieben genügt weniger Kraft.
Am häufigsten tauschen SuS die Schritte 3 und 4: Die Haftreibung wächst nicht unbegrenzt mit, sondern hat einen Höchstwert — erst wenn die Zugkraft ihn überschreitet, setzt sich die Kiste in Bewegung. Und der Sprung auf die kleinere Gleitreibung kommt nach dem Losreißen, nicht davor.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Holzklotz mit der Masse 4,0 kg liegt auf einer waagerechten Holzplatte. Ein Kraftmesser zeigt beim Losreißen 12 N an, beim gleichmäßigen Weiterschieben nur noch 9,0 N. Rechne mit g = 9,81 N/kg.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie groß ist die Anpresskraft des Klotzes auf die Platte (auf eine Stelle nach dem Komma gerundet)? N
  2. Um wie viele Newton ist die Kraft zum Losreißen größer als die Kraft zum Weiterschieben? N
  3. Nun wird ein zweiter, gleich schwerer Klotz aufgelegt, die Anpresskraft verdoppelt sich also. Welche Kraft ist jetzt zum gleichmäßigen Weiterschieben nötig? N
  4. Der zweite Klotz wird wieder abgenommen und der Klotz stattdessen auf seine schmale Seite gekippt, sodass sich die Auflagefläche halbiert. Welche Kraft ist nun zum gleichmäßigen Weiterschieben nötig? N
Die Kette zeigt das Muster: Die Reibungskraft wächst im gleichen Verhältnis wie die Anpresskraft, bleibt aber unverändert, wenn sich nur die Auflagefläche ändert. Wer im letzten Schritt 4,5 N einträgt, hat die Fläche für wichtig gehalten — sie ist es nicht.
A8
Begriff und Wirkung verbinden
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit der Aussage, die genau auf ihn zutrifft.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Sortiere zuerst die drei Reibungsarten nach dem Zustand an der Berührstelle: ruhen, schleifen, abwälzen. Übrig bleiben zwei Größen — die Anpresskraft, die die Reibung steuert, und die Auflagefläche, die es nicht tut. Wer diese beiden vertauscht, macht den häufigsten Fehler des Themas.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 2 steht in Klassenarbeiten am häufigsten falsch im Heft: Weil das Schieben anstrengend ist, halten viele die Gleitreibung für die größte Reibungsart — tatsächlich ist der Kraftbedarf genau im Moment des Losreißens am höchsten. Zeile 6 zeigt den zweiten Klassiker: Bei einer proportionalen Größe wird multipliziert, nicht addiert.
A10
Was verändert die Reibungskraft?
AFB III

Beobachtet wird die Anzeige des Kraftmessers, während ein Klotz gleichmäßig über dieselbe Holzplatte geschoben wird. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = geviertelt, 2 = halbiert, 3 = unverändert, 4 = verdoppelt, 5 = verfünffacht. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = geviertelt5 = verfünffacht
Der Klotz wird auf seine schmale Seite gekippt, die Auflagefläche wird also deutlich kleiner.
Vier weitere, gleich schwere Klötze werden aufgelegt; die Anpresskraft ist damit fünfmal so groß.
Die Anpresskraft wird halbiert, während der Klotz zugleich auf seine breite Seite gelegt wird.
Die Anpresskraft wird auf ein Viertel verringert.
Die Anpresskraft wird verdoppelt, und gleichzeitig wird doppelt so schnell geschoben.
Die Reibungskraft folgt allein der Anpresskraft: doppelte Anpresskraft heißt doppelte Reibungskraft, ein Viertel heißt ein Viertel. Auflagefläche und Geschwindigkeit stehen nur zur Ablenkung da — wer sie mitdenkt, verrechnet sich genau in den Zeilen 1, 3 und 5. Ein Blick auf die Beladung genügt, gerechnet werden muss gar nichts.