Reibung, Kraft, die dem Gleiten oder Rollen eines festen Objekts über ein anderes widersteht. Reibungskräfte, wie die Traktion, die erforderlich ist, um ohne zu rutschen zu gehen, können vorteilhaft sein, bieten aber auch ein hohes Maß an Widerstand gegen die Bewegung. Etwa 20 Prozent der Motorleistung von Kraftfahrzeugen werden zur Überwindung von Reibungskräften in den beweglichen Teilen verbraucht.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Die Hauptursache für die Reibung zwischen Metallen scheinen die als Adhäsion bekannten Anziehungskräfte zwischen den Kontaktbereichen der Oberflächen zu sein, die immer mikroskopisch sind irregulär. Reibung entsteht durch Scheren dieser „geschweißten“ Verbindungen und durch die Einwirkung der Unregelmäßigkeiten der härteren Oberfläche, die über die weichere Oberfläche pflügt.
Zwei einfache experimentelle Fakten charakterisieren die Reibung von gleitenden Festkörpern. Erstens das Ausmaß der Reibung ist nahezu unabhängig von der Kontaktfläche. Wenn ein Ziegel entlang eines Tisches gezogen wird, ist die Reibungskraft gleich, unabhängig davon, ob der Ziegel flach liegt oder am Ende steht. Zweitens ist die Reibung proportional zur Last oder zum Gewicht, die die Oberflächen zusammenpressen Wenn ein Stapel von drei Ziegeln entlang eines Tisches gezogen wird, ist die Reibung dreimal größer als wenn ein Ziegel gezogen wird. Somit ist das Verhältnis von Reibung F zu Last L konstant. Dieses konstante Verhältnis wird als Reibungskoeffizient bezeichnet und ist normalerweise symbolisiert durch den griechischen Buchstaben mu (μ). Mathematisch ist μ = F / L. Da sowohl Reibung als auch Last in Krafteinheiten (wie Pfund oder Newton) gemessen werden, ist der Reibungskoeffizient dimensionslos. Der Wert des Koeffizienten aus Die Reibung für einen Fall, in dem ein oder mehrere Steine auf einem sauberen Holztisch gleiten, beträgt etwa 0,5, was bedeutet, dass eine Kraft erforderlich ist, die der Hälfte des Gewichts der Steine entspricht, nur um die Reibung zu überwinden und die Steine mit konstanter Geschwindigkeit in Bewegung zu halten. Die Reibungskraft selbst ist entgegengesetzt zur Bewegung des Objekts gerichtet. Da die bisher beschriebene Reibung zwischen Oberflächen in Relativbewegung auftritt, wird sie als kinetische Reibung bezeichnet. Im Gegensatz dazu wirkt statische Reibung zwischen ruhenden Oberflächen in Bezug zueinander. Der Wert der Haftreibung variiert zwischen Null und der kleinsten Kraft, die zum Starten der Bewegung erforderlich ist. Diese kleinste Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung zu starten oder die Haftreibung zu überwinden, ist immer größer als die Kraft, die erforderlich ist, um die Bewegung fortzusetzen oder die kinetische Reibung zu überwinden.
Rollreibung tritt auf, wenn ein Rad, eine Kugel oder ein Zylinder wie bei Kugel- und Rollenlagern frei über eine Oberfläche rollt. Die Hauptreibungsquelle beim Rollen scheint die Ableitung von Energie zu sein, die an der Verformung der Objekte beteiligt ist. Wenn eine harte Kugel auf einer ebenen Fläche rollt, ist die Kugel etwas abgeflacht und die ebene Fläche in den Kontaktbereichen etwas eingerückt. Die elastische Verformung oder Kompression, die am vorderen Abschnitt des Kontaktbereichs erzeugt wird, ist ein Hindernis für die Bewegung, das nicht vollständig kompensiert wird, wenn die Substanzen am hinteren Abschnitt in ihre normale Form zurückspringen. Die inneren Verluste in den beiden Substanzen ähneln denen, die verhindern, dass ein Ball auf das Niveau zurückspringt, von dem er fallen gelassen wird. Die Gleitreibungskoeffizienten sind im Allgemeinen 100- bis 1000-mal höher als die Rollreibungskoeffizienten für entsprechende Materialien. Dieser Vorteil wurde historisch mit dem Übergang vom Schlitten zum Rad realisiert. (Siehe Mechanik.)
