Haftreibung

Icon tools.svg
Dieser Artikel wurde den Mitarbeitern der Redaktion Physik zur Qualitätssicherung aufgetragen. Wenn Du Dich mit dem Thema auskennst, bist Du herzlich eingeladen, Dich an der Prüfung und möglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen. Der Meinungsaustausch darüber findet derzeit nicht auf der Artikeldiskussionsseite, sondern auf der Qualitätssicherungs-Seite der Physik statt.
Skizze zur Reibung, Bild b&c betrifft Haftreibung

Haftreibung oder Ruhereibung (auch Haft(reib(ungs))kraft) ist eine Kraft, die das Gleiten sich berührender Körper verhindert. Der Zustand ausreichender Haftreibung heißt Haften und schließt ggf. Kriechen ein. Haftung wird in diesem Zusammenhang etwa so benutzt wie Bindung in der Chemie.

Voraussetzung für das Auftreten von Haftreibung ist, dass sich zwei Körper berühren und die Kontaktfläche durch eine äußere Kraft F auf Scherung belastet wird. Es baut sich eine entgegengesetzte, betragsgleiche Kraft FH = −F auf, die eine Relativbewegung der beiden Oberflächen verhindert (Kraftschluss, siehe nebenstehende Abbildung b)). Steigt die Scherkraft, so setzen an der Haftreibungsgrenze FkritH = −F mit dem Gleiten Dissipation und Verschleiß ein (siehe Abbildung c)).

Mit anderen Formen der Reibung hat die Haftreibung gemeinsam, dass sie von Materialeigenschaften und Oberflächenbeschaffenheit abhängt und deshalb nur in grober Näherung durch einfache physikalische Gesetzmäßigkeiten beschrieben werden kann. Danach ist die maximale Haftreibung bei gegebener Normalkraft FN zu dieser proportional und unabhängig von der Größe der Kontaktfläche. Die Proportionalitätskonstante wird Haftreibungskoeffizient[1] oder Haftreibungszahl[2] genannt, siehe im Artikel Reibungskoeffizient für tabellierte Werte und weitere Details. Bei zunehmendem Anpressdruck steigt die übertragbare Scherspannung nur bis zur Fließgrenze an.

Durch elastische Verformung bei wechselnder Scherkraft oder bei Abrollen unter Scherbelastung ist die Haftreibung stets mit Gleitreibung verbunden, denn zum Rand der Kontaktfläche hin, beim Reifen Latsch genannt, nimmt die Normalspannung und damit die maximale Scherspannung ab. Je größer die Scherkraft, desto kleiner der Anteil der Kontaktfläche mit Haftreibung und desto größer der Schlupf, der unabhängig von der Rollrichtung etwa in Richtung der Scherkraft auftritt; siehe Kammscher Kreis.

Der meist geringe Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung kann Schwingungen anregen (quietschende Bremsen) und ist für Erdbeben verantwortlich; siehe Stick-Slip-Effekt.

Literatur

Einzelnachweise

  1.  Demtröder: Experimentalphysik 1. S. 130 (http://books.google.de/books?id=wD453JJ6nusC).
  2.  Norbert Jost: Reibung und Verschleiß - eine kurze werkstoffkundliche Einführung. S. 6 (http://books.google.de/books?id=Ase52FC1fx0C).

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

19.02.2021
Quantenphysik
Auch in der Quantenwelt gilt ein Tempolimit
Auch in der Welt der kleinsten Teilchen mit ihren besonderen Regeln können die Dinge nicht unendlich schnell ablaufen.
22.02.2021
Sterne - Teilchenphysik
Erstes Neutrino von einem zerrissenen Stern
Ein geisterhaftes Elementarteilchen aus einem zerrissenen Stern hat ein internationales Forschungsteam auf die Spur eines gigantischen kosmischen Teilchenbeschleunigers gebracht.
19.02.2021
Milchstraße - Schwarze_Löcher
Schwarzes Loch in der Milchstraße massiver als angenommen
Ein internationales Team renommierter Astrophysikerinnen und -physiker hat neue Erkenntnisse über Cygnus X-1 gewonnen.
18.02.2021
Elektrodynamik - Teilchenphysik
Ultraschnelle Elektronendynamik in Raum und Zeit
In Lehrbüchern werden sie gerne als farbige Wolken dargestellt: Elektronenorbitale geben Auskunft über den Aufenthaltsort von Elektronen in Molekülen, wie eine unscharfe Momentaufnahme.
18.02.2021
Quantenphysik - Teilchenphysik
Mit schwingenden Molekülen die Welleneigenschaften von Materie überprüfen
Forschende haben mit einem neuartigen, hochpräzisen laser-spektroskopischen Experiment die innere Schwingung des einfachsten Moleküls vermessen.
18.02.2021
Quantenoptik
Quanten-Computing: Wenn Unwissenheit erwünscht ist
Quantentechnologien für Computer eröffnen neue Konzepte zur Wahrung der Privatsphäre von Ein- und Ausgabedaten einer Berechnung.
18.02.2021
Planeten
Hochdruckexperimente liefern Einblick in Eisplaneten
Per Röntgenlicht hat ein internationales Forschungsteam einen Blick ins Innere ferner Eisplaneten gewonnen.
18.02.2021
Planeten
Hochdruckexperimente liefern Einblick in Eisplaneten
Per Röntgenlicht hat ein internationales Forschungsteam einen Blick ins Innere ferner Eisplaneten gewonnen.
17.02.2021
Quantenoptik - Teilchenphysik
Röntgen-Doppelblitze treiben Atomkerne an
Erstmals ist einem Forscherteam des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik die kohärente Kontrolle von Kernanregungen mit geeignet geformten Röntgenlicht gelungen.
16.02.2021
Planeten - Astrobiologie - Raumfahrt
Ein autarkes Überleben auf dem Mars durch Bakterien
Führende Raumfahrtbehörden streben zukünftig astronautische Missionen zum Mars an, die für einen längeren Aufenthalt konzipiert sind.