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In der Schulphysik wird das Phänomen Reibung auf die Feststellung
der klassischen phänomenologischen Reibungsgesetze von Leonardo da
Vinci, Guillaume Amontons, Leonard Euler und Charles Coulomb
beschränkt. Leonardo da Vinci machte
Reibungsexperimente an der schiefen Ebene. Er fand wider Erwarten,
dass die Reibung, d.h. der Inklinations-Winkel der schiefen Ebene
beim Start der Bewegung, unabhängig von der Auflagefläche war.
Amontons unternahm Reibungsexperimente auf einer horizontalen
Unterlage und mass die Reibkraft mittels einer Feder.
Er fand, dass Reibung proportional zur
Normalkraft und unabhängig von der Auflagefläche war. Den
Proportionalitätsfaktor nannte er den Reibungskoeffizienten.
Während somit Leonardo die statische Reibung untersuchte, so
beschäftigte sich Amontons mit der kinetischen Reibung. Dass
zwischen Haft- und Gleitreibung unterschieden werden musste, fand
erst viel später der Basler Physiker und Mathematiker Leonard
Euler. Er war erstaunt darüber, dass es experimentell unmöglich
war, an der schiefen Ebene durch langsame Erhöhung der Steigung
eine langsame Bewegung zu erzeugen. Wenn der Klotz zu gleiten
begann, dann tat er das immer mit einer endlichen Geschwindigkeit.
Daraus folgerte er, dass zwischen Gleit- und Haftreibung
unterschieden werden muss. Auch Coulomb beschäftigte sich mit dem
Phänomen der Reibung. Er baute eine Versuchsanordnung, die es ihm
erlaubte, kinetische Reibung für verschiedene Geschwindigkeiten zu
messen. Er fand, dass die Reibkraft unabhängig von der
Geschwindigkeit immer gleich hoch war. Damit waren die
phänomenologischen makroskopischen Reibunggesetze begrändet.
Das Gesetz von Leonardo erschien den Physikern seit jeher paradox.
Intuitiv würde man erwarten, dass die Reibkraft proportional zur
Auflagefläche sein müsste. Dieses Paradoxon lösten F. P. Bowden
und D. Tabor mit der Unterscheidung zwischen wahrer
und scheinbarer (geometrischer) Kontaktfläche auf. Die wahre
Berührungsfläche zweier aufeinanderliegender Körper ist nur ein
kleiner Bruchteil der scheinbaren Kontaktfläche. Alle Experimente
deuten darauf hin, dass die Reibkraft der wahren Kontaktfläche
proportional ist, wie man es intuitiv erwartet.
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