Sie dient zur Bestimmung von Haft- und Gleitreibungszahlen. Haft – und Gleitreibung hindern einen Körper setzen sich der Bewegung eines Körpers entgegen.

Wie funktioniert eine Schiefe Ebene?

Sie ist aufgebaut aus zwei Holzplatten, die auf einer Seite durch ein Scharnier miteinander verbunden sind. Durch einen Gradbogen kann der Winkel beliebig verstellt werden. Am oberen Ende der oberen Platte befindet sich noch eine Rolle, wo man eine Waagschale mit einem Gegengewicht aufhängen kann.

Um nun die Reibungskoeffizienten berechnen zu können, wird nun ein Körper K auf die schiefe Ebene gelegt. Die Gewichtskraft G, die der Körper senkrecht nach unten ausübt, kann in die Teilkräfte F_N  (Normalkraft) und F_II  (Parallelkraft, zieht den Körper nach unten) aufgeteilt werden. Die Kraft, die der Parallelkraft entgegen wirkt, nennt sich F_H (Haftreibungskraft). Nun wird der Winkel solange vergrößert bis der Körper den Punkt erreicht hat, an dem er zu rutschen beginnt.

Diesen Winkel nennen wir α. Wir wissen, dass F_N = G · cos α , F_II = G · sin α und F_H = μ_{H ·} F_N .Beginnt der Körper nun unter dem Winkel α zu rutschen, so sind F_II und F_H  mindestens gleichgroß. => F_II = F_H  => G · sin α = μ_H · F_N => G · sin α = μ_H · G · cos α. G kann man nun kürzen und durch Umformen kommt man zu dem Ergebnis: μ_H = tan α. Setzt man nun den sogenannten Haftreibungswinkel α in diese Formel ein, so erhält man den Haftreibungskoeffizienten μ_H.

Um die Gleitreibungszahl zu erhalten, muss man, sofort nachdem der Körper sich in Bewegung gesetzt hat, den Winkel soweit verringern, dass sich der Körper mit einer konstanten Geschwindigkeit abwärts bewegt. Diesen Winkel bezeichnen wir als β. Nun ist es F_G (Gleitreibungskraft), die sich der Parallelkraft entgegensetzt. Wie im vorherigen Fall sind nun F_II und F_G gleichgroß. Daraus folgt: G · sin β = μ_G ·G · cos β. Durch Umformen kommt man wieder auf folgende Formel: μ_G = tan β. Durch einsetzen des Gleitreibungswinkels erhält man den Gleitreibungskoeffizienten μ_G

Wer hat dieses Gerät erfunden?

Den Erfinder der Schiefen Ebene habe ich leider nicht herausfinden können. Unser Gerät am AGS aber wurde von Gustav Egers „Werkstätten für Präzisionsmechanik, Glasbläserei und Tischlerei“ in Graz hergestellt.