Rollreibung
Rollreibung liegt vor, wenn ein Körper auf einem anderen (einer Unterlage) rollt. Dabei wirkt auf den betrachteten Körper eine Kraft, die als Rollreibungskraft bezeichnet wird. Sie ist immer so gerichtet, dass sie die Bewegung des Körpers relativ zum anderen Körper (Unterlage) hemmt. Die Rollreibungskraft ist umso größer,
- je größer die Normalkraft ist und
- je größer die Reibungszahl ist.
Sie kann berechnet werden mit der Gleichung:
Rollreibung liegt vor, wenn ein Körper auf einem anderen (einer Unterlage) rollt. Dabei wirkt auf den betrachteten Körper eine Kraft, die als Rollreibungskraft bezeichnet wird. Sie ist immer so gerichtet, dass sie die Bewegung des Körpers relativ zum anderen Körper (zur Unterlage) hemmt.
Ursachen für das Auftreten
Die wesentliche Ursache für das Auftreten der Rollreibungskraft liegt in der Oberflächenbeschaffenheit der Körper begründet, die sich berühren. Diese Berührungsflächen verformen sich beim Abrollen des einen Körpers auf dem anderen. Damit wird die Bewegung gehemmt.
Berechnung der Rollreibungskraft
Der Betrag der bei Rollreibung auftretenden Rollreibungskraft ist abhängig
- von der Kraft, mit der ein Körper senkrecht auf eine Unterlage drückt; diese senkrecht auf die Unterlage wirkende Kraft wird als Normalkraft bezeichnet;
- von der Art und der Beschaffenheit der Berührungsflächen; diese Materialbeschaffenheit wird durch die Rollreibungszahl erfasst, die bei der Rollreibung auch als Fahrwiderstandszahl bezeichnet wird.
Der Betrag der Rollreibungskraft ist umso größer, je größer die Normalkraft und die Rollreibungszahl sind. Die Rollreibungskraft kann berechnet werden mit der Gleichung:
In der nachfolgenden Tabelle sind einige Werte von Rollreibungszahlen angegeben.
| Stoff | Rollreibungszahl |
| PKW-Reifen auf Asphalt trocken | 0,02 |
| PKW-Reifen auf Beton trocken | 0,015 |
| Stahl auf Stahl trocken | 0,002 |
Erwünschte und unerwünschte Rollreibung
Rollreibung ist teilweise erwünscht und teilweise unerwünscht. Erwünschte Rollreibung tritt z. B. auf, wenn Sportler mit dem Fahrrad auf Rollen trainieren und dabei Krafttraining im Vordergrund steht. Unerwünschte Rollreibung tritt z. B. bei Kugellagern oder beim Fahren mit einem PKW oder einem Fahrrad auf.
Die Rollreibungskraft kann vergrößert werden durch
- Vergrößerung der Normalkraft,
- weiche und raue Oberflächen.
Die Rollreibungskraft kann verkleinert werden durch
- Verkleinerung der Normalkraft,
- harte und glatte Oberflächen.
-
Ursache der Rollreibung ist die Verformung
