Gleitreibung einfach erklärt

Die Gleitreibung entsteht, wenn ein Körper durch eine Kraft auf einen anderen Körper gedrückt wird und er durch eine Zugkraft auf ihm gleitet. Die Gleitreibungskraft wirkt immer entgegen der Bewegungsrichtung des Körpers.

Trotz der Gleitreibung bewegt sich der Körper also nach vorne. Du kennst das zum Beispiel vom Gleiten mit Skiern auf Schnee oder vom Schlittschuhfahren. Auch ein schmelzender Eiswürfel gleitet über eine Oberfläche.

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Gleitreibung

Ziehst du deinen Eiswürfel über den Tisch, wirkt die Zugkraft auf den Eiswürfel. Dadurch entsteht die entgegengesetzte Gleitreibungskraft. Sie erschwert die Bewegung des Eiswürfels. Die Gleitreibungskraft kannst du berechnen mit der Formel

FGR = µGRFN

  • FGR: Gleitreibungskraft
  • FN: Normalkraft
  • µGR: Gleitreibungskoeffizient
Unterschied Haftreibung und Gleitreibung

Liegt ein Körper auf einem anderen und ist dabei in Ruhe, so sprichst du von der Haftreibung . Gleitet ein Körper auf einem anderen, ist also in Bewegung, sprichst du von der Gleitreibung.

Gleitreibungskraft Ursache

Schau dir die Ursache der Gleitreibung nun genauer an. Stell dir einen Klotz vor, der auf einer Unterlage liegt. Das kann zum Beispiel eine Holzkiste auf einem Steinboden sein. Auf den Klotz wirken verschiedene Kräfte:

Gewichtskraft und Normalkraft

In der Mitte des Klotzes ist sein Schwerpunkt. Auf ihn wirken zwei Kräfte:

  • Die Gewichtskraft FG ist die Kraft, die den Klotz auf den Boden drückt.

  • Die Normalkraft F N ist die Kraft, mit der der Boden senkrecht zur Oberfläche auf den Klotz wirkt. Sie entsteht dadurch, dass der Boden durch das Gewicht des Klotzes leicht nach unten verformt wird. Nach dem Gesetz von Hooke  verursacht das eine Kraft nach oben — die Normalkraft. Der Betrag der Normalkraft ist dabei gerade so groß wie die Gewichtskraft. Dadurch ist der Körper in Ruhe
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    Gleitreibung und Gleitreibungskraft

Zugkraft und Gleitreibungskraft

Wenn der Klotz nun bewegt wird, wirken zusätzliche Kräfte. Sobald es eine Zugkraft gibt, entsteht auch die Gleitreibungskraft.

  • Die Zugkraft FZ ist die Kraft, die den Körper in eine Richtung zieht, zum Beispiel nach rechts. Das bist zum Beispiel du, wenn du die Kiste nach rechts ziehen willst.
  • Die Gleitreibung FGR entsteht dadurch, dass die Oberflächen der Materialien nicht komplett glatt sind. Weil sie rau sind, verhaken sich die Oberflächen. Die Kraft, die dadurch entgegen der Bewegungsrichtung wirkt, ist die Gleitreibungskraft. 
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    Gleitreibungskraft – Oberflächen

Gleitreibungskraft Formel

Die Gleitreibungskraft berechnest du mit der Formel

FGR = µGRFN

Der Buchstabe µGR („mü“ Gleitreibung) ist die Proportionalitätskonstante. Du kannst sie auch Gleitreibungskoeffizient oder Gleitreibbeiwert nennen. Sie hängt von den Materialien der Oberflächen der Körper ab.

Gleitreibungskoeffizient Tabelle

Wie groß der Gleitreibungskoeffizient bei bestimmten Materialien ist, kannst du in der folgenden Tabelle sehen. 

Material Gleitreibungskoeffizient
Holz auf Holz 0,5
Reifen auf Asphalt trocken 0,5
Reifen auf Asphalt nass 0,3
Reifen auf Beton trocken 0,6
Reifen auf Beton nass 0,5
Stahl auf Stahl trocken 0,1
Stahl auf Stahl geschmiert 0,05
Stahl auf Eis 0,01
Bremsbelag auf Stahl 0,6

Erwünschte und unerwünschte Gleitreibung

Gleitreibung kann erwünscht oder unerwünscht sein. Erwünscht ist sie zum Beispiel:

  • zwischen Bremsscheibe und Bremsklötzen im PKW
  • zwischen Bremsgummi und Felge am Fahrrad

Unerwünschte ist Gleitreibung zum Beispiel:

  • beim Verschieben eines schweren Schrankes oder
  • beim Herunterfahren eines Abhangs mit Skiern.

Die Gleitreibungskraft kann vergrößert und verkleinert werden. Sie wird größer durch:

  • die Vergrößerung der Normalkraft FN
  • die Aufrauung der Oberflächen

Kleiner wird die Gleitreibung durch:

  • die Verkleinerung der Normalkraft FN
  • die Glättung der Oberflächen
  • die Verwendung von Schmiermittel (Öl, Fett, Wasser)

Schiefe Ebene

Die Gleitreibung taucht auf, wenn ein Körper auf einer Oberfläche rutscht. Ein typisches Beispiel dazu ist die schiefe Ebene. Welche Kräfte auf einen Körper auf einer schiefen Ebene wirken und wie du sie einzeln bestimmen kannst, zeigen wir dir in unserem Video dazu!

Zum Video: Schiefe Ebene
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