Wieso hat Gummi einen so guten Reibungskoeffizienten und wieso ...

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Hallo bennie11,

eine wirklich interessante und nicht einfach zu beantwortende Frage!

(1) Definition:

  • Wenn Körper aufeinander haften, gleiten oder rollen, tritt Reibung auf. Dabei wirken zwischen den Körpern Kräfte, die als Reibungskräfte bezeichnet werden.

  • Reibungskräfte sind immer so gerichtet, dass sie der Bewegung entgegenwirken und diese hemmen oder verhindern.

(2) Ursachen der Reibung (Zitat, Link s.u.)

  • Die tatsächliche Kontaktfläche zweier Reibkörper ist wesentlich geringer als dies makroskopisch betrachtet zu vermuten wäre, da jede reale Oberfläche eine bestimmte Rauhigkeit aufweißt. Demnach können sich lediglich an den Stellen Kontakte ausbilden, an denen zwei Rauhigkeitsspitzen aufeinander liegen.

  • Es wird angenommen, dass die Mikrokontaktstellen zeitlich und örtlich stochastisch (Anm.: "zufällsmässig") über die makroskopische Kontaktfläche verteilt sind. Bei mikroskopischer Betrachtungsweise lassen sich 4 wesentliche Prozesse als Ursache der durch Reibung hervorgerufenen Kraftwirkung finden, die auch als Reibungsmechanismen bezeichnet werden.

Mikroskopische Ursachen der Reibung

(1) Adhäsion und Scheren

(2) Plastische Deformation

(3) Furchung

(4) Elastische Hysterese und Dämpfung

  • Adhäsion ist die Bildung von atomaren oder molekularen Bindungen, bzw. Wechselwirkungen an den tatsächlichen, mikroskopischen Kontaktflächen der Reibpartner und beruht auf der Wirkung von „Van-der-Waals-Kräften“. Diese Kraftwirkung kann sich aus Dipol-, Induktions- und Dispersionskräften sowie aus Wasserstoff-Brückenbindungen zusammensetzen. Bei der Relativbewegung zweier Oberflächen werden ständig adhäsive Bindungen zerstört und neu gebildet, was sich makroskopisch in Form einer der Relativbewegung entgegen gerichteten Kraft äußert.

  • Deformation tritt auf, wenn sich zwei raue Oberflächen unter einer Druckkraft gegeneinander bewegen und sich in Folge dessen das Rauhigkeitsprofil der Oberflächenstruktur ändert. Elastische und plastische Deformationen der Rauheitsspitzen führen zu energetisch dissipativen Prozessen, wobei mechanische Bewegungsenergie der Reibkörper in andere Energieformen, vornehmlich Wärme, umgewandelt wird.

  • Furchung kann auftreten, wenn die Reibpartner unterschiedliche Härten aufweisen. Die Rauheitsspitzen des Reibkörpers höherer Härte dringen dabei in die Oberfläche des Körpers niederer Härte ein und verursachen im Grenzschichtbereich einen hohen Verschleiß. Die daraus resultierende Reibkraftkomponente kann einen erheblichen Anteil an der gesamten Reibkraft annehmen. Tritt die Furchung im Tribotechnischen System direkt zwischen dem Grund- und dem Gegenkörper auf, spricht man von Gegenkörperfurchung. Sind am Reibvorgang weitere Partikel beteiligt, solche können beispielsweiße durch Verschleißerscheinungen zwischen Grund- und Gegenkörper auftreten, spricht man von Teilchenfurchung.

  • Energiedissipation beim Reibvorgang ist die Umwandlung mechanischer Bewegungsenergie in andere Energieformen, wobei der größte Anteil in Form von Wärme frei wird. Die dafür verantwortlichen physikalischen Prozesse sind äußerst komplex. Elastische und plastische Deformationen erzeugen örtliche Spannungs- und Schwingungsfelder, die über Gitterschwingungen abgebaut werden. Des Weiteren können unterschiedliche Formen von Energieabsorptionen und Energieemissionen auftreten.

Link siehe: http://www.vibrationsfoerdertechnik.de/schwingfoerdertechnik/allgemeines/tribotechnische-systeme/ursachen-der-reibung.php

Gutes Gelingen!

LG.

P.S.: Schicke Dir im Kommentar noch ein Link zu einem Video.

Ein ganz passables Video zu Haft-, Gleit- und Rollreibung findest Du unter:

http://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/reibung-video.html

LG.

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@gutzehn

Fazit bezogen auf Deine Frage:

  • Deine sorgfältig gesäuberten Metalloberflächen im reinen Vakuum fallen fast ausschließlich unter die Kategorie (1): Adhäsion und Scheren. Diese Reibungsursache spielt in der Praxis (z.B. Autoreifen etc.) wohl eher eine untergeordnete Rolle.

  • Die "mikroskopische" Oberflächenrauigkeit und die Eigenschaften der beteiligten Werkstoffpaarungen (Kategorien 2 - 4) nehmen in der Praxis sicher die Hauptrolle ein.

Hoffe dies war ein bischen nützlich für Dich.

LG.

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Vielen Dank für deine Bemühung :) Genau das wollte ich wissen

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ähm.... meine schulzeit ist 10 jahre her, ist da aber nicht ein logischer fehler drin:

"Daraus schließe ich jetzt, dass desto glatter die Oberfläche ist, desto höher der Reibungskoeffizient sein muss. Und jetzt habe ich mir überlegt, wieso Gummi ein so guten Reibungskoeffizient hat. Ist es deswegen, weil er so glatt ist,"

wenn Gummi einen guten Reibungskoeffizienten hat, muss er doch einen niedrigen Wert haben, keinen hohen. folglich muss er doch NICHT glatt sein

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