Warum rutschen klebrige Gegenstände (wie Gummi) langsam eine Rampe hinunter?

Im typischen Fall eines glatten Objekts (wie eines Blocks), das eine Rampe hinunterrutscht, beginnt es, sobald die Gravitationskraft die Rampe hinunter das Niveau der Haftreibung zwischen der Rampe und dem Block überschreitet, die Rampe hinunter zu beschleunigen. Die Beschleunigung ist größtenteils konstant, bis der Block den unteren Rand der Rampe erreicht (oder eine Art parasitären Widerstand aus der Luft erfährt).

Ein klebriger Gegenstand, z. B. ein Gummiblock, gleitet langsam die Rampe hinunter, beschleunigt aber nicht. Es scheint schnell seine maximale Geschwindigkeit zu erreichen und behält diese Geschwindigkeit dann bei, bis es den Boden erreicht.

Warum ist das so?

Es könnte beschleunigen, aber zu langsam für unsere Augen, um es zu bemerken.
Haben Sie Beweise dafür, dass sich der Gummiblock so verhält, wie Sie es beschreiben? Ich verstehe, dass Sie vielleicht nach einer persönlichen Beobachtung fragen, aber wie zuverlässig ist diese Beobachtung? Haben Sie Experimente durchgeführt, um das Ergebnis zu wiederholen? Haben Sie recherchiert und eine Bestätigung gefunden? Gleitreibungskoeffizienten werden für Gummi auf verschiedenen Oberflächen angegeben (z. B. en.wikibooks.org/wiki/Physics_Study_Guide/… ), was darauf hindeutet, dass sich Gummi wie andere feste Materialien verhält.

Antworten (1)

Ich bin mir nicht ganz sicher, aber die Abwärtsbeschleunigung nimmt mit zunehmendem Gleitreibungskoeffizienten ab. Hier ist nun die Schlüsselidee: Der Koeffizient muss nicht während der Bewegung des Blocks konstant sein. Ich denke, dass dies bei allen Objekten vorkommt, aber am deutlichsten bei Objekten wie Gummi. Die Reibungskraft hängt stark von der Art der betreffenden Oberflächen und auch von der Wechselwirkungskraft zwischen ihnen ab. Die Aussage ist, dass, wenn der Block gleitet, seine Oberfläche verändert wird oder sich die Art seiner Wechselwirkungen ändert, so dass er eine Abweichung vom idealen festen Reibungsverhalten zeigt. Dies könnte bei Substanzen wie Gummi usw. sehr stark sein. Ich habe jedoch keinen soliden mathematischen Beweis oder wirklich experimentelle Beweise, daher ist dies eine ziemlich schlanke Antwort.