1.6.4.1 Gleit- und Haftreibung

Gleitreibung

Ein auf einer waagrechten Platte angestoßenes Holzklötzchen verharrt nicht in einer gleichförmigen Bewegung, sondern kommt nach kurzer Zeit zur Ruhe. Diese Tatsache weist auf eine von der Platte ausgehende Reibungskraft F_R hin, welche der Bewegung entgegenwirkt. Kleine Erhebungen der Berührungsflächen behindern sich gegenseitig.

Abb. 1

Zieht man, wie in Abb. 1 sichtbar, ein Holzklötzchen mit einem Federkraftmesser gleichförmig über die Tischplatte, dann ist die Federkraft F_z gleich der Reibungskraft F_R. Die Reibungskraft kann deshalb am Kraftmesser abgelesen werden.

Es stellt sich heraus, dass die Reibungskraft nicht von der Geschwindigkeit und der Größe der Reibflächen abhängig ist. Neben der Rauigkeit der Reibflächen ist nur noch die Kraft von entscheidender Bedeutung, mit der das Klötzchen auf seine Unterlage drückt. Diese Kraft trägt den Namen Normalkraft F_N. Wenn das Klötzchen auf einer waagrechten Fläche liegt, dann gleicht F_N  seiner Gewichtskraft.

Es gilt: F_R ~ F_N

Der Quotient   F_R/F_N   kennzeichnet die Rauigkeit der reibenden Flächen, er wird Reibungskoeffizient µ genannt.

F_R/F_N = µ

Haftreibung

Wird ein Holzklötzchen aus der Ruhe in Bewegung gesetzt, dann ist zunächst eine im Vergleich zur Gleitreibungskraft größere Kraft, Haftreibungskraft F_H genannt, erforderlich. Zieht man einen Schlitten auf einem beschneiten Weg an, dann  ist der Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibungskraft besonders auffällig.

Wie für F_R gilt auch für F_H :

F_H ~ F_N

→  F_H / F_N = µ_H  ,  µ_H : Haftreibungskoeffizient,  (µ_H > µ)

Wegen F_H > F_R sollte ein Autofahrer darauf  achten, dass sein Auto mit rollenden und nicht mit schleifenden Rädern gebremst wird. Bei rollenden Rädern ist die maximale Bremskraft F_H und nicht F_R.  Mit F_H ist ein kürzerer Bremsweg möglich als mit F_R .