Wenn Sie auf einem Teppich tanzen, können Sie den Teppich wegschieben, wenn Sie ihre beiden Beine beim Landen zur selben Seite drücken. Da kann es sein, dass Sie stürzen.
1. Wie könnte das aussehen?
Ein Boden. Darauf ein Teppich. Darauf mehrere Menschen. Sie stehen nicht still, sie tanzen. Wenn Sie nur auf und ab springen würden, wäre das die eine Sache. Sie tanzen aber auch zur Seite. Und das ist das Problem.
2. Was müssen wir verstehen, um zu erklären, was wir hier sehen
Reibungskraft, Trägheit, Schwerpunkt, Gleichgewicht, Cosinus.
3. Was passiert genau?
- Der Teppich liegt am Boden.
- Die Menschen tanzen.
- Sie tanzen auf und ab.
- Sie tanzen zur Seite.
- Als alle gleichzeitig zur Seite tanzen, schieben sie den Teppich weg.
- Der Teppich kann ihren Schuhen keinen Halt mehr bieten, um sich abzustoßen – sie müssten das tun, um stehenzubleiben
- Ihr Schwerpunkt befindet sich nicht mehr über ihren Beinen.
- Die Beine bewegen sich mit dem Teppich zur Seite, die Masse des Körpers bleibt an Ort und Stelle.
- Sie fallen.
4. Was wäre wenn?
- Wäre die Reibung zwischen Teppich und Boden größer gewesen, wäre er nicht weggerutscht. Nichts wäre passiert.
- Hätten nicht alle gleichzeitig zur Seite getanzt, wäre die Kraft ihrer Beine nicht größer gewesen als die Reibungskraft zwischen Teppich und Boden. Nichts wäre passiert.
- Wären die Menschen leichter, hätten sie mit ihren Beinen weniger Kraft zur Seite ausgeführt, die Reibungskraft zwischen Teppich und Boden hätte gereicht, den Teppich ruhig zu halten. Nichts wäre passiert.
5. Noch ein Satz zur Reibungskraft: Sie entsteht, wenn sich die Oberflächen zweier Materialien verzahnen. Die Reibungskraft ist eine Kraft, die entsteht, wenn mit einer bestimmten Kraft ein Gegenstand gezogen wird. Die Reibungskraft ist gleich groß wie die Zugkraft, schaut aber entgegen und daher entsteht keine Bewegung. Wenn eine bestimmte Zugkraft überschritten wird, verzahnen sich die Materialien nicht mehr, die Reibungskraft nimmt schlagartig ab, Bewegung entsteht, und jetzt bleibt nur mehr eine geringe “Gleitreibung”, statt der ursprünglich vorhandenen “Haftreibung”. Es gibt auch noch die Rollreibung, die zwischen drehenden Räder (Kugeln/Walzen) und dem Boden ist. Wie stark die Reibungskraft zwischen zwei Materialien ist, wird durch den Reibungskoeffizienten angegeben. All das gilt für die Äußere Reibung. Es gibt auch noch die Innere Reibung, zum Beispiel zwischen Sandkörnern in Sandhaufen. Wie gut sie ist, bestimmt, wie steil ein Sandhaufen werden kann. Aber das ist eine andere Geschichte.
6. Empfehlungen: Reibungskräfte sind nicht ganz “gleichmäßig”. Nur selten nehmen sie linear zu. (Das ist das mathematisch korrekte Wort dafür). Sie sind deswegen schwer einzuschätzen und vorherzusagen.
7. Immer noch interessiert? Lies den Wikipedia Artikel zur Reibungskraft. Im Englischen gibt es das Wort “Friction” dafür, während “Drag” der Ausdruck für den bremsenden Effekt von Luft bei Bewegungen hat.
