Reibung

Reibung ist die Kraft, die der Relativbewegung von festen Oberflächen, flüssigen Schichten und gegeneinander gleitenden Materialelementen entgegenwirkt.

Merkmale

Reibung ist selbst keine fundamentale Kraft, sondern eine nicht konservative Kraft - die gegen die Reibung verrichtete Arbeit ist abhängig vom Weg (Strecke). Bei Reibung wird ein Teil der mechanischen Energie in Wärme umgewandelt, ebenso wie die freie Energie der strukturellen Veränderungen und andere Arten der Dissipation, so dass die mechanische Energie nicht erhalten bleibt.

Nach dem Energieerhaltungssatz wird durch Reibung keine Energie vernichtet, obwohl sie für das betreffende System verloren gehen kann. Mechanische Energie wird in Wärme umgewandelt. Ein gleitender Hockey-Puck wird nach und nach immer langsamer (die Geschwindigkeit verringert sich) und kommt schließlich zum Stillstand, weil die Reibung seine kinetische Energie in Wärme umwandelt, die die innere Energie des Pucks und der Eisoberfläche erhöht (führt zur Temperaturerhöhung bzw. zum Schmelzen).
Da sich die Wärme schnell verflüchtigt, haben viele frühe Philosophen, darunter auch Aristoteles, fälschlicherweise angenommen, dass bewegte Objekte spontan, also ohne den Einfluss einer (negativen) Kraft, zur Ruhe kommen.

Reibung kann dramatische Folgen haben, wie das Beispiel der Reibung zeigt, die entsteht, wenn man Holzstücke aneinander reibt, um ein Feuer zu entfachen. Eine weitere wichtige Folge vieler Arten von Reibung kann Verschleiß sein, der zu Leistungseinbußen oder Schäden an Bauteilen führen kann. Es wird geschätzt, dass Reibungsverluste etwa 20 % des gesamten Energieverbrauchs der Welt ausmachen.

Arten

Es gibt verschiedene Arten von Reibung (die Liste ist nicht vollständig):

• Die trockene Reibung ist eine Kraft, die der relativen seitlichen Bewegung zweier sich berührender fester Oberflächen entgegenwirkt. Die trockene Reibung wird unterteilt in die Haftreibung ("stiction") zwischen unbewegten Oberflächen und die kinetische Reibung zwischen bewegten Oberflächen. Mit Ausnahme der atomaren oder molekularen Reibung entsteht die trockene Reibung im Allgemeinen durch die Wechselwirkung von Oberflächenmerkmalen, den so genannten Asperitäten.
• Flüssigkeitsreibung beschreibt die Reibung zwischen Schichten einer viskosen Flüssigkeit, die sich relativ zueinander bewegen.
• Die geschmierte Reibung ist ein Fall von Flüssigkeitsreibung, bei dem eine schmierende Flüssigkeit zwei feste Oberflächen voneinander trennt.
• Die Mantelreibung ist eine Komponente des Luft-Widerstands, also der Kraft, die der Bewegung eines Fluids über die Oberfläche eines Körpers entgegenwirkt.
• Innere Reibung ist die Kraft, die der Bewegung zwischen den Elementen eines festen Materials entgegenwirkt, während dieses verformt wird.