Physik Extra - Haftung und Reibung

PHYSIK EXTRA

HAFTUNG UND REIBUNG
Bremsweg und Reibung

Du fährst ein Auto. Eine Ampel schaltet auf Rot oder ein Kind läuft auf die Fahrbahn. Kommt das Auto noch rechtzeitig zum Stehen?
Hier kannst du deine Reaktionszeit testen und ausprobieren, welche Strecke das Auto zum Anhalten braucht.

Aufgabe
Bremse, wenn die rote Ampel aufleuchtet. Lies deine Reaktionszeit und die Länge des Anhaltewegs ab.
Verändere die Geschwindigkeit und vergleiche die Bremswege.
Mit der Reibungszahl µ kannst du verschiedene Straßenverhältnisse einstellen:

	Reifen haften Haftzahl	Blockierende Räder Gleitreibungszahl
Autoreifen auf
… trockenem Asphalt	1,0	0,9
... nassem Asphalt	0,8	0,6
... vereistem Asphalt	0,2	0,1
M-und-S-Reifen auf Eis	0,4	0,16

Spielregeln

Für die Geschwindigkeit (km/h, mile/h oder m/s) und die Reibungszahl kannst du Zahlenwerte eingeben.
Mit Start beginnt das Spiel. Beim Klick auf Bremsen beginnt der Bremsvorgang. Vor dem nächsten Start drückst du den Zurück-Knopf.
Die Zeit, die zwischen dem Aufleuchten der roten Ampel und dem Stillstand des Autos vergeht, wird dir angezeigt (Dauer).
Die kleinen roten Punkte zeigen dir an, welche Geschwindigkeit das Auto an einem bestimmten Punkt noch hat (Geschwindigkeit-Weg-Diagramm).
Im Feld MausXV kannst du die Wegkoordinate x und die Geschwindigkeitskoordinate v für die Spitze des Mauszeigers ablesen.

Physikalischer Hintergrund
Der Anhalteweg eines Fahrzeugs setzt sich aus dem Reaktionsweg und dem eigentlichen Bremsweg zusammen:

Anhalteweg = Reaktionsweg + Bremsweg

Der Reaktionsweg wird während der Reaktionszeit zurückgelegt. Unter Reaktionszeit versteht man diejenige Zeit, die zwischen dem Wahrnehmen der Gefahr durch den Fahrer und dem Betätigen der Bremsen verstreicht. In dieser Reaktionszeit bewegt sich das Fahrzeug mit unverminderter Geschwindigkeit weiter.
In diesem Spiel wartest du auf das Umschalten der Ampel, du bist aufmerksam. Deine Reaktionszeit kann erheblich länger sein, wenn du gerade deine Lieblingsmusik hörst, dich unterhältst oder auf andere Weise abgelenkt oder gar müde bist.

Als Bremsweg bezeichnet man diejenige Strecke, die ein Fahrzeug nach dem "Ansprechen" der Bremsen bis zum Stillstand zurücklegt.
Wie lang der Bremsweg ist, hängt ab von der Anfangsgeschwindigkeit und von der Reibungszahl, also vom Zustand der Reifen und der Fahrbahn. Natürlich ist auch wichtig, dass die Bremsanlage in Ordnung ist.


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