Bestimmung der Reibungszahl

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich brauch mal Eure Hilfe!

Ich möchte sehr gerne die Reibungszahl bestimmen, bin mir aber nicht sicher ob ich das so einfach ableiten kann.

Also:
F=m*a*Mü

Folgendne Versuch haben wir durchgeführt:
Wir haben ein Probe auf einer Schleifscheibe so lange drehen lassen, bis die Probe abgenutzt ist. Auf der Probe war ein Schleifpapier mit 600er, 800er und 1200er Körnung. Mit einem Perthometer haben wir die Rauheit der Schleifpapiere bestimmt. Somit haben wir Ra, Rz, und Rmax ermittelt (lassen).
Weiter wissen wir die Umdrehnungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (somit haben wir a) und ich weiß wie viel die Probe gewogen hat (somit haben wir m)
Wie kann ich nun damit und mit meiner Erkenntnis aus Ra, Rz und Rmax auf die Reibungszahl schließen? In der Literatur habe ich was von einem Reibungswinkel gelesen. Der ist bei uns 90°, da wir die Probe „einfach“ auf die Schleifscheibe montiert haben, so dass kein Druck von außen (lediglich die 8g der Probe) einwirkt.

Vielen Dank

André

#2

Hallo André,

dieses Experiment ist mir unklar.

Eine Reibungszahl (Haftreibung, Gleitreibung, Rollreibung,…?) hängt immer ab von den ZWEI Materialien, die aneinander reiben.

Man kann z.B. die Haftreibung recht einfach bestimmen, indem man eine Probe auf eine horizontale Oberfläche setzt und mit einer Kraftmessfeder ebenfalls horizontal immer stärker an der Probe zieht. Das Verhältnis aus der Federkraft, bei der sich die Probe gerade in Bewegung setzt und der Gewichtskraft der Probe ist die Haftreibungszahl in der Kontaktfläche. Sie ist der Tangens des Reibungswinkels für die Materialkombination. Er liegt stets deutlich unter 90°, denn tan 90° = unendlich.

Zu drehen/abzuschleifen braucht ihr da nichts und was ihr gemessen habt, ist allenfalls die Winkelgeschwindigkeit der Schleifscheibe, aber keine Beschleunigung. Der einzige Beschleunigungswert, den man bei solchen Experimenten braucht, ist der Wert g = 9,81 m/s² für die Gewichtskraft G (G = m * g).

Gruß

smalbop

#3

Hi Smalbob,

vielen Dank für die Antwort.

Im Grunde hat das Abschleifen nix mit der Bestimmung der Reibungszahl zu tun. Bei dem „Abschleifen“ steht mehr Verschleißprüfung im Vordergrund. Wir prüfen ein Spielzeugauto, wie lange es bewegt werden kann, bis die Führungsschine abgenutzt ist.

Wir möchten aber sehr gerne von den Rauheiten der Schleifscheibe auf andere Materialien ableiten. Also, das Bauteil kann 4 Std. auf einer Schleifscheibe mit 600er Körnung bleiben (mit bestimmter Rz/Ra) bis es defekt ist. Wie lange kann das Bauteil dann auf einer Kunststofffolie hin und her bewegt werden bis es abgenutzt ist.
Generell haben wir mal die Rauheit der Schleifscheibe und der Probanden gemessen.

Die Winkelgeschwindigkeit hilft mir dann weiter um das Ganze hochzurechnen… Also das Spielzeugauto kann auf einer Plastikstraße 10km fahren bevor die Plastikführungsschiene abgenutzt ist. Weil ich ja weiß wie viel Umdrehung gemacht wurde und nach welcher Zeit das Bauteil abgenutzt ist. Den Weg daraus zu bestimmen ist das kleinste Problem. Ziel ist es, mittels Informationen über die Rauheit auf die Lebensdauer der Kunststoffschiene zu schließen. Jetzt etwas verständlicher? Eigentlich cooler Versuch… Fordert mal die kleinen Grauen etwas ,-))

Viele Grüße

André

#4

Hallo André,

dann bestimmt ihr aber nicht die Reibungszahl, sondern die Verschleißfestigkeit (Härte) der Materialien. Das eine hat mit dem anderen aber wenig bis nichts zu tun:

Schleift ein Stahlklotz auf einer Holzoberfläche, wird nach 10 km dem Stahlklotz nicht allzuviel anzumerken sein. Schleift aber ein Holzklotz auf einer Stahloberfläche, wird es dem Holzklotz nach 10 km sehr wohl anzumerken sein. Die Reibungszahl von „Stahl/Holz“ ist in beiden Fällen dieselbe.

Gruß

smalbop