Technologie / Reibung

Reibung

(Quelle : http://de.wikipedia.org/wiki/Reibung)
Mensch auf Holzbrett wird gezogen (Bild: Wikipedia)

Beispiel: Ein Mensch sitzt auf einem Holzbrett auf dem Boden. Das Holzbrett soll seitlich gezogen werden:

Eine senkrechte Kraft (Gewicht von Mensch und Holz) hat eine entsprechende maximale waagerechte Reibungs-Kraft zur Folge, die den Klotz in seiner Position festhält („Haftreibung“). Diese Halte-Kraft wird ins Verhältnis gesetzt zur Gewichtskraft. Dieses Verhältnis nennt man „Reibungsbeiwert“ oder „Reibungskoeffizient“. z. B. bedeutet „μ = 0,2“, dass bei einer Gewichtskraft von 1.000 N (Masse 100 kg) eine (maximale) Reibungskraft von 200 N wirkt. Die Haftreibung sorgt dafür, dass sich das Holzbrett bei weniger als 200 N seitlichem Zug nicht über den Fußboden bewegt. Geht nun der Klotz bei mehr als 200 N Zugkraft ins Gleiten über, so sind nachher in aller Regel weniger als 200 N notwendig, um die Bewegung aufrechtzuerhalten: Die Gleitreibung hat einen niedrigeren Reibungs-Koeffizienten als die Haftreibung. Jetzt genügen z. B. 150 N Zugkraft, damit das Brett samt Last (Mensch) in Bewegung bleibt: μ gleich 0,15.

Rollreibung

Rollreibung oder Rollwiderstand entsteht beim Rollen (Abwälzen) eines Körpers auf einer Unterlage (Wälzbahn). Wenn die Haftreibung zwischen Körper und Unterlage größer ist als die Summe der übrigen im Auflagepunkt auf den Körper wirkenden tangentialen Kräfte, dann rollt der Körper ohne Schlupf, und es wirkt auf ihn reine Rollreibung; bei Gleitschlupf kommen Gleitreibungsanteile dazu.

In ihrer idealisierten Form ist rollende Bewegung reibungs- und damit verlustfrei. Die Reibungsverluste beim Rollen entstehen durch die Deformation der nicht ideal starren Körper (Energieverlust durch Dissipation im Material). Wichtige Anwendung: Wälzlager


Der Rollwiderstandskoeffizient NRo ist bestimmt durch den Radius R des Rollkörpers und den Versatz d der Normalkraft aufgrund der Abplattung am Berührpunkt. Die Widerstandskoeffizienten beim Rollen sind typischerweise um Zehnerpotenzen kleiner als bei der Gleitreibung.