Was ist Gleitreibung?

Reibung ist die Kraft, die der Bewegung einer Oberfläche über eine andere Widerstand entgegensetzt. Wenn sich eine Oberfläche relativ zur anderen bewegt, ist die Reibung „kinetisch“ – Gleitreibung. Umgekehrt ist die Reibung statisch, wenn sich die Oberflächen relativ zueinander nicht bewegen oder ruhen. Wenn bei der Haftreibung die auf ein Objekt ausgeübte Gesamtkraft „F“ ist und die Widerstandskraft aus der Reibung „f“ ist, dann gibt es einen Koeffizienten μs mit f = μs × F. Wenn F größer als f wird, Haftreibung weicht Gleitreibung, und der mathematische Ausdruck lautet f = μk × F, wobei μk der Koeffizient der kinetischen oder Gleitreibung ist.

Beachten Sie, dass die Reibungsgleichungen keine Terme enthalten, die ohne weiteres mit den Reibungsursachen identifizierbar sind. Dies liegt an der großen Varianz der Phänomene, die zur Reibung beitragen. Dazu gehören Oberflächeninteraktionen, die aus „Adhäsion“, „Pflügen“ und „Unebenheitsverformung“ resultieren. Als Adhäsion bezeichnet man den Anteil der Gleitreibung, der durch die elektrostatische Anziehung von Atomen entsteht. Haftkräfte zwischen zwei Oberflächen können schwach sein – wie im Fall von Teflon® beschichteten oder geölten Oberflächen – oder ziemlich stark, im Wesentlichen unendlich – im Fall von starken Klebstoffen.

Zwei größtenteils intakte Oberflächen weisen Unvollkommenheiten auf – eine Rauheit oder Härte der Oberfläche – die als Unebenheiten bezeichnet werden. Diese können zumindest kurzzeitig ineinandergreifen. Es gibt zwei Mechanismen, die es noch ermöglichen, dass sich solche Oberflächen relativ zueinander bewegen und Gleitreibung erfahren, ohne zum Stillstand zu kommen. Eine davon ist die plastische Verformung, wodurch das Hindernis vorübergehend zur Seite geschoben wird. Das andere ist das Pflügen, bei dem ein Oberflächenmerkmal die Unvollkommenheit der anderen Oberfläche wegpflügt, ähnlich wie der Pflug eines Bauern den Schmutz unter seiner Klinge weggräbt und Bewegung ermöglicht.

Sobald zwei ruhende Flächen die Kraft der Haftreibung überwinden, treten sie in Gleitreibung ein. Dies bleibt der Fall, solange sich die Oberflächen berühren und die Kraft groß genug bleibt, um die Aktion fortzusetzen. Bei den meisten realen Anwendungen ist die Haftreibungskraft kurz vor Beginn der Bewegung größer als die, die während der Gleitreibung erfahren wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass, wenn Oberflächenunvollkommenheiten sorgfältig minimiert werden, das Kraftniveau, das erreicht werden muss, um die Gleitreibung auszulösen, ungefähr das gleiche ist, das erforderlich ist, um sie aufrechtzuerhalten.

Es sind noch andere Kräfte am Werk, die in gewisser Hinsicht als Gleitreibung angesehen werden könnten. Beispielsweise kann ein Magnetfeld in einem Dynamo eine Art „Reibung“ erzeugen. Es entsteht eine kleine magnetische Bremskomponente. Dies wird in der Regel eher als „magnetische Dämpfung“ als als Gleitreibung kategorisiert.