In diesem Teil des Skripts wollen wir uns mit der Gleitreibung auseinandersetzen und lernen wie man die Gleitreibung berechnen kann.

Begriffsklärung Gleitreibung

Bei der Gleitreibung handelt es sich um eine besondere Form der Reibung, die im Bereich der Tribologie speziell behandelt wird. Daher soll hier zunächst der Begriff genauer erläutert werden, bevor wir mit der Berechnung der Gleitreibung starten.

Reibung

Der Begriff Reibung sollte klar sein, daher hier nur ganz kurz: Reibung tritt immer dann auf, wenn sich zwei Objekte gegeneinander bewegen bzw. zur Bewegung gebracht werden sollen. Die Reibung stellt dabei eine Art Widerstand gegen die Bewegung dar – es handelt sich ganz allgemein also um eine Kraft. Sie tritt auf, wenn zwei Körper aufeinander liegen, gleiten oder rollen. Man unterscheidet dabei zwischen verschiedenen Arten der Reibung. Eine wichtige Unterscheidung ist dabei die Differenzierung zwischen Haftreibung und Gleitreibung.

Gleitreibung

Gleitreibung liegt immer dann vor, wenn zwei Körper aufeinander gleiten. Die Körper befinden sich also bereits in Bewegung. Die Gleitreibung ist dabei eine Kraft, die permanent gegen die anschiebende Kraft wirkt.
Im Gegensatz dazu liegt Haftreibung vor, solange die Körper noch nicht in Bewegung sind – also aneinander haften. Die Gleitreibung ist immer geringer als die Haftreibung.

Soll ein ruhender Körper also bewegt werden, muss man zunächst die Haftreibung überwinden. Ist die Haftreibung überwunden, setzt man den Körper in Bewegung und die Reibkraft fällt im selben Moment auf den geringeren Gleitreibungswert zurück.

Berechnung der Gleitreibung

Gleitreibungskoeffizient

Wie hoch die Gleitreibung ist, wird durch den sogenannten Gleitreibungskoeffizienten bestimmt (oft auch nur als Reibungskoeffizient oder (Gleit-)Reibungszahl bezeichnet). Der Gleitreibungskoeffizienten ist ein dimensionsloses Maß für die Reibung zwischen zwei Körpern. Seine Höhe ist vor allem von der Materialpaarung und weiteren Einflussfaktoren abhängig (z.B. davon ob bzw. welche Schmierstoffe verwendet werden).
Der maximal mögliche Wert für den Reibungskoeffizienten ist 1. Im Normalfall liegt er jedoch unter 1.

Im Folgenden finden Sie eine Tabelle mit Gleitreibungszahlen für unterschiedliche Materialpaarungen mit verschiedenen Schmierstoffen.

Tabelle - Gleitreibungszahlen unterschiedlicher Materialpaarungen & Schmierstoffen

Gleitreibungskraft / Gleitreibung berechnen

Wie kann man nun die Gleitreibung berechnen? Die Berechnung ist eigentlich sehr einfach. Der Reibwert ergibt sich aus der Multiplikation der Normalkraft mit dem Gleitreibungskoeffizienten. Die Formel hierfür sieht wie folgt aus:

F_R,Gleit - Gleitreibungskraft in Newton [N]
µ_G - Gleitreibungszahl, dimensionslos
F_┴ - Normalkraft in Newton [N]

Normalkraft

Bei einer waagrechten Ebene ist die Normalkraft in den meisten Fällen gleich der Gewichtskraft des Körpers. Die Normalkraft berechnet sich demnach wie folgt.

Prinzipiell kann die Normalkraft jedoch auch einen anderen Wert besitzen. Auch auf einer Schiefen Ebene, entspricht die Normalkraft nicht der Gewichtskraft, da sich diese in Normalkraft und Hangabtriebskraft aufteilt.

Das gilt es also zu beachten, wenn man die Gleitreibung berechnen will. Ansonsten ist die Berechnung der Gleitreibung jedoch nicht besonders kompliziert wie man sieht.