Kontaktkräfte — Naturwissenschaften, 11–13 Jahre
Eine Kraft ist ein Schieben oder Ziehen. Kontaktkräfte wie Reibung und Luftwiderstand wirken, wenn sich Gegenstände berühren, und können Bewegungen verändern.
Schieben und Ziehen verändern Bewegung
Eine Kraft kann einen Gegenstand in Bewegung setzen, ihn stoppen, beschleunigen, abbremsen oder ablenken. Reibung wirkt zwischen berührenden Oberflächen, Luftwiderstand zwischen einem bewegten Gegenstand und der Luft. Kräfte kann man nicht sehen, aber ihre Wirkungen messen.
Warum Reibung berücksichtigen?
Das Problem ist, dass sich Gegenstände nicht in einer völlig leeren und glatten Welt bewegen. Ein Spielzeugauto wird auf dem Boden langsamer, sobald du nicht mehr schiebst, und eine Fahrradbremse muss ein Rad abbremsen. Reibung erklärt das und hilft vorherzusagen, wann Flächen greifen, rutschen, warm werden oder sich abnutzen.
Eine Kiste auf dem Boden
Du schiebst eine 4 kg schwere Kiste mit 12 N nach rechts. Die Reibung wirkt mit 5 N nach links, weil der Boden das Gleiten bremst. Die Kräfte wirken entgegengesetzt, also beträgt die resultierende Kraft 12 − 5 = 7 N nach rechts. Hörst du auf zu schieben, wirkt die Reibung weiter und die Kiste wird langsamer.
Bewegung braucht keine Kraft nach vorn
Ein häufiger Fehler ist zu denken, ein bewegter Gegenstand brauche ständig eine Kraft nach vorn. Das scheint logisch, weil unsere Schubkraft oft endet, wenn der Gegenstand anhält, doch meist bremst Reibung im Hintergrund. Ist die Reibung klein, etwa auf Eis, kann sich ein Gegenstand ohne weiteren Schubs weiterbewegen.
Schuhe, Reifen und Bremsen
Schuhsohlen und Fahrradreifen brauchen genug Reibung, um auf dem Boden Halt zu finden, besonders wenn er nass ist. Bremsen nutzen Reibung, um Bewegung in Wärme umzuwandeln und Räder zu verlangsamen. Techniker verringern unerwünschte Reibung mit Öl oder glatten Lagern, entfernen sie aber nicht ganz: Ohne Halt wären Gehen und Lenken unmöglich.
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