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Man unterscheidet zwischen äußerer und innerer Reibung .
Äußere Reibung ist die Reibung zwischen festen Körpern. Er beschreibt den Widerstand (Reibungswiderstand, Reibungskraft), der auf einen festen Körper wirkt und die Bewegung des Körpers behindert. Jeder Körper, der auf einer Oberfläche gleitet oder rollt, erfährt einen solchen Widerstand, dessen Richtung der Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist und der somit versucht, die Bewegung zu hemmen. Die Reibung wird durch die konstante Unebenheit der Kontaktflächen verursacht. Um einen Körper in einem gleichmäßigen Bewegungszustand gegen die Reibungskraft auf einer horizontalen Fläche zu halten, ist es notwendig, Arbeiten, die sogenannten Reibarbeiten, durchzuführen. Es wird vollständig in Wärmeenergie umgewandelt. Aus energetischer Sicht stellt dieser Prozess also eine Umwandlung von mechanischer Energie (in den physikalischen Wissenschaften ist mechanische Energie die Summe aus potentieller Energie und kinetischer Energie) in thermische Energie dar. Die bei der Reibung freigesetzte Wärme wird als Reibungswärme bezeichnet. Ihr Auftreten ist einer der Gründe, warum die von einer Maschine abgegebene mechanische Energie immer geringer ist als die ihr zugeführte Energie.
Aber nicht nur ein sich auf einer Basis bewegender Körper erfährt eine Reibungskraft, sondern auch eine darauf ruhende. Es klebt am Block. Um ihn in Bewegung zu
setzen, muss man neben seiner Trägheit noch einen weiteren Widerstand überwinden, die sogenannte Haftreibung (Ruhereibung). Es gibt drei verschiedene Arten von Reibung in Festkörpern und je nachdem, ob ein Körper an seinem Boden klebt, gleitet oder rollt, spricht man von Haftreibung, Gleitreibung oder Rollreibung:
Adhäsion>Haftung
Die Höhe der Haftreibung kann mit einem Tribometer bestimmt werden. Legen Sie ein Wägestück mit der Gewichtskraft G auf die Waagschale W, so dass der Körper K noch nicht in Bewegung ist. Die Höhe der Haftreibung ist dann gleich der Höhe dieser Gewichtskraft. Messungen zeigen, dass die Höhe der Haftreibung direkt proportional zu der senkrecht zur Kontaktfläche wirkenden Kraft, der sogenannten Normalkraft, ist. Sie ist dagegen unabhängig von der Größe der Kontaktfläche. Dieses Ergebnis wird durch das Coulomb’sche Reibungsgesetz beschrieben. Da steht es:
Rh = fh * N
Die Größe des Haftreibungskoeffizienten ist abhängig vom Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Kontaktfläche. Der Haftreibungskoeffizient kann mit einer schiefen Ebene bestimmt werden, deren Neigungswinkel a so eingestellt ist, dass sich der darauf befindliche Körper K noch nicht in Bewegung setzt. Dann ist der Betrag P der Kraft P, die schräg nach unten parallel zur schiefen Ebene gerichtet ist, gerade gleich dem Betrag Rh der Haftreibung. Ist G der Betrag der Gewichtskraft G des Körpers K, gilt der Betrag N der Normalkraft senkrecht zur schiefen Ebene:
N = G * cos a
und für den Betrag P der Kraft P, der gleich dem Betrag Rh der Haftreibung ist:
P = Rh = G * sin a
gleitende Reibung
Der Betrag Rg der Gleitreibung ist ebenso wie der Betrag der Haftreibung unabhängig von der Größe der Kontaktfläche und direkt proportional zum Betrag N der Normalkraft. Das Coulomb-Reibungsgesetz in der Form gilt auch für die Gleitreibung:
Rg = fg * N
Der Proportionalitätsfaktor fg wird als Gleitreibungskoeffizient oder Gleitreibungskoeffizient bezeichnet. Seine Größe hängt vom Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Kontaktflächen ab. Unter sonst gleichen Bedingungen ist der Gleitreibungskoeffizient immer kleiner als der Gleitreibungskoeffizient. Beide haben die Dimension einer Zahl. Mit dem Tribometer oder der schiefen Ebene können Sie sowohl die Gleitreibung als auch die Haftreibung messen, aber Sie müssen die Waagschale des Tribometers (Ein Tribometer ist ein Gerät, das tribologische Größen wie Reibungskoeffizient, Reibungskraft und Verschleißvolumen zwischen zwei sich berührenden Flächen misst) auf diese Weise belasten. den Neigungswinkel der schiefen Ebene so einstellen, dass der Prüfkörper eine gleichmäßige Bewegung ausführt.
Rollwiderstand
Selbst wenn z.B. ein zylindrischer Körper auf einem Sockel abrollt, entsteht eine Reibung, die die Bewegung behindert – die Rollreibung. Unter sonst gleichen Bedingungen ist sie wesentlich geringer als die Haft- oder Gleitreibung. Sie können auch mit einer schiefen Ebene gemessen werden, deren Neigungswinkel a so eingestellt ist, dass der Körper mit konstanter Geschwindigkeit rollt. Wenn G der Betrag der Gewichtskraft des Körpers ist, ist N die Normalkraft (in der Mechanik ist die Normalkraft die Komponente, die senkrecht zur Kontaktfläche der Kontaktkraft auf einen Gegenstand, z.B. durch die Oberfläche eines Bodens oder einer Wand, ausgeübt wird, N = G * cosa und P ist die Abwärtskraft P = G * sina entlang der geneigten Ebene (Eine geneigte Ebene, auch Rampe genannt, ist eine flache, schräg geneigte Auflagefläche mit einem Ende höher als das andere, die als Hilfsmittel zum Heben oder Senken einer Last dient). Allerdings ist der Betrag M des durch die Schwerkraft auf den Körper ausgeübten Drehmoments:
M = P * r = G * r * sina
M ist gleich dem Reibmoment, das die Abrollbewegung behindert. Nach dem Coulomb’schen Gesetz (Coulomb’sches Gesetz, oder Coulomb’sches inverses Quadratgesetz, ist ein Gesetz der Physik, das die Kraft beschreibt, die zwischen statisch elektrisch geladenen Teilchen zusammenwirkt) der Haft- und Gleitreibung, gilt der Betrag Mr des Momentes der Rollreibung:
Herr = fr * N
Im Gegensatz zum Haftreibungskoeffizienten und dem Gleitreibungskoeffizienten, die beide die Dimension einer Zahl haben, hat der Rollreibungskoeffizient die Dimension der Länge.
Die Beziehung gilt für den Betrag Rr der Rollreibung:
Rr = M/R = fr * N/r
Unter sonst gleichen Bedingungen ist die Rollreibung also umgekehrt proportional zum Radius des Walzzylinders. Je größer der Radius, desto geringer die Rollreibung. Aus diesem Grund werden Anstrengungen unternommen, die Räder der Fahrzeuge so groß wie möglich zu machen.
Da die Rollreibung immer geringer ist als die Gleitreibung bei gleichen Materialien und Oberflächeneigenschaften, versucht die Technik, alle Gleitreibungsprozesse in Rollreibung umzuwandeln (Rollwiderstand, manchmal auch Rollwiderstand oder Rollwiderstand genannt, ist die Kraft, die der Bewegung widersteht, wenn ein Körper auf einer Oberfläche rollt). Dies geschieht durch den Einsatz von Kugel- oder Rollenlagern. Allerdings lässt sich Gleitreibung nicht vermeiden, zum Beispiel in Zylindern von Motoren oder Dampfmaschinen, in denen Kolben auf Zylinderwänden gleiten, Schmierstoffe (Öle, Fette) auf die Gleitflächen aufgebracht werden, so dass die Gleitreibung (Reibung ist die Kraft, die der Relativbewegung von festen Oberflächen, Flüssigkeitsschichten widersteht), und gegeneinander gleitende Materialelemente) zwischen Kolben und Zylinderwand wird durch die wesentlich geringere innere Reibung des Schmiermittels ersetzt (Ein Schmiermittel ist eine Substanz, die eingeführt wird, um die Reibung zwischen Oberflächen in gegenseitigem Kontakt zu reduzieren, was letztlich die bei der Bewegung der Oberflächen entstehende Wärme reduziert).
Die innere Reibung ist der Widerstand der einzelnen Partikel eines festen, flüssigen oder gasförmigen Körpers gegeneinander in Relativbewegung. Seine Wirkung zeigt sich in Festkörpern, z.B. indem ein elastischer Schwingkörper allmählich zur Ruhe kommt, d.h. eine gedämpfte Schwingung ausführt (Schwingung ist ein mechanisches Phänomen, bei dem Schwingungen um einen Gleichgewichtspunkt auftreten), weil seine mechanische Schwingungsenergie durch innere Reibung allmählich in Wärmeenergie umgewandelt wird. Bei Gasen oder Flüssigkeiten, die durch Rohrleitungen strömen, führt die innere Reibung zu einem Geschwindigkeitsabfall in der Nähe der Rohrwand, da eine stationäre Gas- oder Flüssigkeitsschicht in der Regel direkt an der Rohrwand haftet und die angrenzenden Strömungsschichten daran reiben.