Oberflächentechnik und Tribologie

Welche Aussage über die bei trockener Gleitreibung zwischen Metallen empirisch meist gültigen Reibungsgesetze (Amontons-Coulombsche Gesetze) trifft zu?

  1. ADie Reibungskraft ist proportional zur scheinbaren Kontaktfläche; bei gleicher Last verdoppelt sich mit doppelter Kontaktfläche auch die Reibungskraft etwa
  2. BDie Reibungskraft ist nahezu proportional zur Normalkraft und hängt kaum von der scheinbaren Kontaktfläche ab
  3. CDie Reibungskraft nimmt proportional zur Gleitgeschwindigkeit zu, und die Haftreibungskraft ist kleiner als die Gleitreibungskraft
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Lösung: B. Die Reibungskraft ist nahezu proportional zur Normalkraft und hängt kaum von der scheinbaren Kontaktfläche ab

Nach den Amontons-Coulombschen Gesetzen ist die Reibungskraft F proportional zur Normalkraft W (F = μW) und hängt kaum von der scheinbaren Kontaktfläche oder der Gleitgeschwindigkeit ab. Oberflächen haben feine Rauheitsspitzen, und tatsächlich berühren sich nur deren Spitzen. Die Rauheitsspitzen verformen sich plastisch und tragen die Last, sodass die wahre Kontaktfläche gleich der Last geteilt durch die Härte ist und unabhängig von der scheinbaren Fläche proportional zur Last wächst. Da die Reibungskraft proportional zu dieser wahren Kontaktfläche ist, ist sie proportional zur Last. Die Vorstellung, sie sei proportional zur scheinbaren Fläche, verwechselt wahre und scheinbare Kontaktfläche. Proportionalität zur Geschwindigkeit kennzeichnet den viskosen Widerstand von Fluiden; bei trockener Reibung ist die Haftreibungszahl im Allgemeinen größer als die Gleitreibungszahl.

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