Physikalische Gesetzmäßigkeiten
Allgemeines zur Reibung
Äußere Reibung zwischen Festkörpern wird als Festkörperreibung oder auch als Coulombsche Reibung bezeichnet. Festkörperreibung tritt als Haftreibung oder Gleitreibung an den Berührungsflächen von Festkörpern auf. Haft- und Gleitreibung können gleichzeitig oder abwechselnd auftreten. Die innere Reibung tritt auf zwischen benachbarten Teilchen bei Verformungsvorgängen innerhalb von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen.
Die Äußere Reibung wird beschrieben durch den Reibungskoeffizienten. Der Reibungskoeffizient (Reibungszahl) ist keine reine Materialkonstante, er wird beeinflusst insbesondere von
- der Oberflächenbeschaffenheit (Rauheit) der Berührungsflächen
- und der Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Verschleiß und Furchung (Festigkeit).
Des weiteren ist die Reibungskraft abhängig von der Presskraft Summe der Kräfte, mit der die Körper aneinandergedrückt werden). Als solche Kräfte kommen insbesondere in Frage
Haftreibung
Die Haftreibung bzw. Haftung ist eine physikalische Kraft, die zwei sich berührende Körper daran hindert, sich gegeneinander zu bewegen. Erst nach Überwindung der Haftreibungskräfte setzt sich ein Körper in Bewegung.
Gleitreibung
Gleitreibung tritt auf, wenn ein Körper durch eine Kraft gegen einen anderen Körper gedrückt wird und der eine Körper relativ zu dem anderen Körper gleitet. Die Gleitreibungskraft wirkt immer entgegen der Bewegungsrichtung des Körpers. Bei einem freien Gleitvorgang 2 wird dabei so lange Bewegungsenergie in Reibungswärme umgewandelt oder durch Materialabscherung verbraucht, bis der Gleitkörper zum Stillstand kommt.
Die Reibungskraft bei freien Gleitvorgängen ist abhängig von der → Presskraft und dem → Reibungsfaktor. Der Reibungskraft wirkt die Trägheit eines Körpers, die von der → Masse (lineare Bewegung) bzw. dem → Trägheitsmoment (Drehbewegung) bestimmt wird, entgegen.
Des Weiteren gelten für die Reibung zwischen Festkörpern die Amontonsschen Gesetze 3:
- Die Reibungskraft ist von der Ausdehnung der Reibfläche unabhängig.
- Die Reibungskraft ist der Normalkraft zwischen den Reibflächen (Presskraft) direkt proportional.
| Gleitreibung bei Translation |
| Gleitreibung bei Rotation (Bohrreibung) |
| Reibung in Mischfällen (Translation und Rotation) |