Reibung bei Rädern?
Habe ich eine Kiste mit der Masse 50kg und will sie über den Boden schieben ist dies sehr schwer. Stelle ich die Kiste auf einen Wagen mit rollen ist es viel leichter. Aber die Reibung ist ja unabhängig von der anliegenden fläche
Warum ist es dann trotzdem einfacher?
5 Antworten
Klar, wie PhotonX schreibt, gibt es ja Gleit-, Haft- und Rollreibung. Aber warum ist die Reibung so unterschiedlich?
Stell' Dir einmal vor, Du würdest mit Mikroskop-Augen die betroffenen Flächen sehen. Stell' Dir weiter vor, Du würdest eine Fläche mit vielen Zacken sehen. Bei der Haftreibung sitzen diese Zacken der gegenüberliegenden Flächen noch ineinander verzahnt. Um die Flächen aus diesen Zacken zu "heben", ist die Haftreibung zu überwinden. Gleiten die Flächen übereinander, so verzahnen sich diese modelhaften Zacken nicht wieder so tief, aber eine Zacke springt auf der anderen Fläche immer von Zacke zu Zacke weiter. Das wäre ein Bild für die Gleitreibung. Sie ist etwas geringer als die Haftreibung. Rolle ich jetzt aber die eine Fläche auf der anderen ab, dann ist es ja wie bei einem Zahnrad. Zwar verzahnen sich hier die Zacken wieder (und da wir gerade kein Zahnrad haben, ist alles ungleichmäßig und hakt und hängt), aber jetzt rollen die Flächen relativ einfach übereinander ab. Damit haben wir in diesem Tripel die letzte und geringste Reibung erhalten.
Natürlich ist das Bild mit den Zacken nur ein Modell und im mikroskopischen Bereich wären detailliert andere Prozesse zu beschreiben, aber es ist ein Modell für eine gute Verdeutlichung der Reibungsunterschiede und wie die unterschiedlichen Reibungskoeffizienten (in 0.ter Näherung) entstehen.
Du kannst dir sicher vorstellen, dass es wesentlich schwerer ist, etwas schleifend über den Boden zu ziehen (hier wirkt die Gleitreibung), als es abzurollen. Bei Rollen und Rädern wirkt eben nicht Gleitreibung, sondern nur Rollreibung, die wesentlich (!) kleiner ist (seit der Erfindung des runden Rades für ebene Böden, wie man weiss - bei entsprechendem Boden würden sogar viereckige "Räder" funktionieren...).
Was ist abrollen?
Abrollen ist kein Schleifen, sondern das Setzen eines Gegenstandes auf den Boden und das Wieder-Wegheben, zum Beispiel einer Radoberfläche.
Bei einem ideal harten Rad auf ideal harter Unterlage wäre die Rollreibung null.
Weil sich aber reale Räder und Unterlagen bei Berührung leicht deformieren, geht immer etwas Energie verloren (als Wärme), was sich als Rollreibung beschreiben lässt.
Übrigens ist für die Wirkung eines Rades oder jeglichen Antriebes Haftreibung zwingend! Sonst würde kein Fahrzeug funktionieren, und niemand könnte gehen...
Gleitreibung, Haftreibung und Rollreibung haben unterschiedliche Reibungskoeffizienten, insbesondere hat Rollreibung in der Regel einen wesentlich kleineren Reibungskoeffizient als Gleitreibung.
ist ja eigentlich auch logisch.
Wie könnte denn sonst eine 4achsige Lok einen Zug ziehen, der 120 Achsen hat.
Weil der Boden dann weniger Fläche hat, auf der er wiederstand geben kann.
Warum ist es dann trotzdem einfacher?
Weil die Rollen rollen. Würdest Du die Rollen blockieren, wäre es wieder schwerer.