Einführung
Atomare Reibung
Makroskopische Reibung
Das Gesetz von Leonardo (da Vinci)
Das Gesetz von Euler und Amontons
Das Gesetz von Coulomb
Historischer Abriss
Verformung von Rauhigkeitsspitzen
Adhäsionsmodelle
Reibungskraft-Mikroskopie
Messprinzip
Oberflächenmessung
Reibungsmessung
Zweikanalmessung
Kalibrierung
Dissipation
Testfragen
Der Tomlinsonsche Mechanismus
Phänomen Reibung
Qualitative Beschreibung
Mechanischen Adiabatizität
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Reibung - Ein Pinning-Problem
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Makroskopische Reibung

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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.

 

Unterkapitel:

Das Gesetz von Leonardo (da Vinci)
Das Gesetz von Euler und Amontons
Das Gesetz von Coulomb
Historischer Abriss
Verformung von Rauhigkeitsspitzen
Adhäsionsmodelle
  Einführung                  Reibungskraft-Mikroskopie

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