Luftwiderstand und Gleitreibung Die Reibungskraft entsteht an der

Luftwiderstand und Gleitreibung Die Reibungskraft entsteht an der Berührungsfläche zweier fester Gegenstände. Sie wirkt entlang der Kontaktfläche. • Haftreibung: • Gleitreibung • Rollreibung FR = * FN FR …Reibungskraft FN …Normalkraft

Luftwiderstand und Gleitreibung Der Reibungskoeffizient zwischen Ski und Schnee ist Geschwindigkeitsabhängig und kann nicht als konstant angenommen werden. Bei der Bestimmung des Gleitreibungskoeffizienten muss im selben Geschwindigkeitsbereich getestet werden wie beim Rennen. liegt im Bereich von 0. 01 – 0. 03 (Rennski, gute Schneeverhältnisse)

Luftwiderstand und Gleitreibung Luftwiderstandskraft Fw = cw · A · · v²/2 . . . . Dichte des Mediums (Luft ca. 1 kg/m³) cw. . . Widerstandsbeiwert (Konstante) A. . . angeströmte Fläche v. . . . Geschwindigkeit cw · A …. in der Abfahrtshocke zwischen 0. 16 – 0. 3 m² (Skischuhe haben einen großen Einfluss auf cw · A)

Einfache experimentelle Bestimmung der Rollreibung und des Luftwiderstandes (? ) Versuchsanordnung: 1 m 50 m 1 m a) Brower Lichtschranken: Messgenauigkeit 1/1000 s Anfangs- und Endgeschwindigkeiten:

Einfache experimentelle Bestimmung der Rollreibung und des Luftwiderstandes (? ) Versuchsanordnung: 1 m 20 m 1 m b) Casio Ex. F 1 -Pro 600 Hz mit Bodenmarkierung (Mitlaufen um exakt die Zeitpunkte bestimmen zu können)

Luftwiderstand und Gleitreibung Beispiel: Hangneigung 10, 5° Anfangsgeschwindigkeit 100 km/h TZ 1 0, 1080 s TZ 2 6, 4800 s TZ 3 0, 1080 s cd*A = 0. 4 m² = 0, 0215

Einfluss auf Reibungskoeffizient Wind +/- 0. 1 m/s +/- 0. 5 m/s +/- 1. 0 m/s 0. 021 0. 017 0. 010 0. 022 0. 028 0. 033 schädliche Fläche (cd*A = 0. 4 m²) +/- 0. 1 m² 0. 019 0. 026 +/- 0. 2 m² 0. 014 0. 030 Hangneigung (10, 5°) +/- 0. 1° 0. 019 +/- 0. 2° 0. 014 0. 026 0. 030

Luftwiderstand und Gleitreibung Wind und schädliche Fläche Wind +/-0, 1 m/s schädliche Fläche +/-0, 1 m² 0, 017 0, 028 Die Analyse zeigt den großen Einfluss von Wind, schädlicher Fläche und Hangneigung auf! Folgerungen für die Gleitreibungsbestimmung: - Eine Messung ist nur sinnvoll, wenn kein Wind geht oder Wind sehr exakt an mehreren Stellen gemessen wird. - Der Testfahrer muss seine Fahrposition exakt einhalten können.

Aufgabe - Sinnvolle Messanordnung mit dem Programm „Gleiten_2010“ ermitteln. - Messanordnung b) verwenden - Jeweils 6 Versuche mit - 2 unterschiedlichen Sportgeräten - 2 Anfangsgeschwindigkeiten durchführen (z. B. Rennrad Mountainbike). - 24 Versuche - Darauf achten, dass das Sportgerät „Betriebstemperatur“ erreicht hat - Geländeneigung exakt bestimmen (Wasserschlauch) - Gerades fahren - cd*A und mit dem Programm „Gleiten_2010“ ermitteln