Gleitreibung

Reibungsarbeit ist eine nichtmechanische Form der Arbeit. Unter Reibung versteht man die Hemmung einer Bewegung, die zwischen sich berührenden Festkörpern oder Teilchen auftritt. In der Physik werden Reibungskräfte oft vernachlässigt, da sie oft relativ klein und/oder quantitativ schwer erfassbar sind.
Bei der Reibung kann man zwischen Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung unterscheiden.
Allgemein gilt für die Reibungsarbeit: WR = – FR · D r
Wie sich aus der Formel der Reibungsarbeit erkennen lässt, ist diese Form der Arbeit immer negativ. Durch die Reibung erhöht sich aber die Temperatur eines Körpers. Allgemein gilt: Bei rauen Flächen benötigt man große Kräfte um einen Körper zu bewegen und die Körper relativ zueinander zu bewegen. Bei glatten Flächen genügen hingehend geringe Kräfte.

Gleitreibung

Definitionsgemäß ist die Gleitreibung, wenn zwei Körper aufeinander gleiten. Die Gleitreibung ist dabei geringer als die Haftreibung.

Formel zur Gleitreibung

Durch die Haftreibung wird eine Haltekraft FH erzeugt. Die maximale Haltekraft FH ist dabei abhängig von der Normalkraft FN sowie der Haftreibungszahl (auch Reibungskoeffizient genannt) m H. Der Zusammenhang der Größe ergibt sich aus:

FH = m H·FN
Da gilt, dass die Gleitreibung FGR kleiner sein muss, als die Haftreibung FH  (sonst würde der Körper auf der anderen Oberfläche haften) gilt: FGR < FH =>   FGR <  m H·FN

Anmerkung

Auf einer waagrechten Oberfläche  ist die Normalkraft eines Körpers gleich der Gewichtskraft: FN = m·g. (mit g = 9,81 m/s²)


Gleitreibung – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist Gleitreibung?

Die Gleitreibung ist die Widerstandskraft, die sich entgegen der relativen Bewegung zwischen zwei in Kontakt stehenden Körpern richtet.

2. Welche Faktoren beeinflussen die Gleitreibung?

Die Gleitreibung hängt von der Beschaffenheit der beiden Kontaktflächen und der kraft, die auf die beiden Körper ausgeübt wird, ab.

3. Wie unterscheidet sich die Gleitreibung von der Haftreibung?

Die Haftreibung tritt auf, wenn zwei Körper aneinander haften, aber nicht gegeneinander bewegen. Die Gleitreibung tritt auf, wenn die Körper tatsächlich gegeneinander bewegen. Die Haftreibung ist normalerweise größer als die Gleitreibung.

4. Wie wird die Gleitreibung in der Praxis berechnet?

Die Gleitreibung kann mit der Formel F = μN berechnet werden, wobei F die Gleitreibung, μ der Gleitreibungskoeffizient und N die Normalkraft ist.

5. Wie wird der Gleitreibungskoeffizient bestimmt?

Der Gleitreibungskoeffizient wird experimentell bestimmt und hängt von den verwendeten Materialien ab.

6. Wie hängt die Gleitreibung mit der Normalkraft zusammen?

Die Gleitreibung ist direkt proportional zur Normalkraft. Das heißt, wenn die Normalkraft erhöht wird, erhöht sich auch die Gleitreibung.

7. Gibt es Situationen, in denen keine Gleitreibung auftritt?

Ja, in schwerelosen Umgebungen oder wenn die beiden Objekte sich nicht in Kontakt miteinander befinden, tritt keine Gleitreibung auf.

8. Warum ist die Gleitreibung im Alltag wichtig?

Die Gleitreibung ist in vielen Aspekten des täglichen Lebens wichtig, wie zum Beispiel beim Gehen, Fahren oder Verschieben von Gegenständen. Ohne Gleitreibung würden Gegenstände ständig rutschen und könnten nicht kontrolliert werden.

9. Wie hängt die Gleitreibung mit der Beschleunigung eines Objekts zusammen?

Die Gleitreibung wirkt der Bewegung eines Objekts entgegen und kann daher die Beschleunigung eines Objekts reduzieren oder sogar verhindern.

10. Was passiert, wenn der Gleitreibungskoeffizient 0 ist?

Wenn der Gleitreibungskoeffizient 0 ist, bedeutet das, dass keine Gleitreibung zwischen den beiden Körpern vorhanden ist. Das Objekt würde sich ohne Widerstand bewegen können.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 29. Januar 2024