12 Unterschiede zwischen einem normalen Freund und einem schwedischen Freund


1.

EIN normaler Freund erwartet, dass Sie ausgehen und etwas tun, wenn Sie an einem Freitagabend abhängen.
EIN Schwedischer Freund Es ist völlig in Ordnung, zu På Spåret zu kommen und OLW-Chips zu essen.

2.

EIN normaler Freund hält es für völlig in Ordnung, fertige Zimtschnecken zu kaufen.
EIN Schwedischer Freund werde dich stillschweigend dafür verurteilen, dass du ihr nicht gedient hast “hembakade kanelbullar.”

3.

EIN normaler Freund ist sich bewusst, dass nicht alles Land wanderbar ist.
EIN Schwedischer Freund findet sie kann überall laufen und findet es lächerlich, dass nicht jeder "allemansrätten.”

4.

EIN normaler Freund kauft dir ein Getränk, wenn du Geburtstag hast.
EIN Schwedischer Freund kommt mit einer Flasche Absolut Vodka vorbei und sorgt dafür, dass Sie so viele Aufnahmen wie möglich machen förfesten und du verbringst den Rest deiner Nacht damit, deine Eingeweide außerhalb des Clubs zu kotzen.

5.

EIN normaler Freund sagt ja, wenn Sie ihr etwas zu essen anbieten.
EIN Schwedischer Freund würde verhungern, bevor Sie Ihr Angebot nicht mindestens zweimal ablehnen.

6.

EIN normaler Freund serviert Essen und Alkohol, wenn sie Sie zu einer Geburtstagsfeier einlädt.
EIN Schwedischer Freund bittet Sie, bei Systembolaget vorbeizuschauen und Ihre eigenen Flaschen mitzubringen, um sicherzustellen, dass für jeden etwas dabei ist.

7.

EIN normaler Freund bringt dich nach der Schule nach Hause und lädt dich ein, mit ihrer Familie zu Abend zu essen.
EIN Schwedischer Freund Lass dich in ihrem Zimmer warten, während sie unten zu Abend isst.

8.

EIN normaler Freund gerät mit dir in Streit, wenn sie muss.
EIN Schwedischer Freund ist die erste, die ein Thema vermeidet, das dazu neigt, zwischen Ihnen beiden ein „dålig stämning“ zu verursachen, und das eher ihre Freiheit opfert, ihre Meinung zu äußern.

9.

EIN normaler Freund wird fünf Minuten später erscheinen als zu dem Zeitpunkt, zu dem Sie sich entschieden haben, sich zu treffen.
EIN Schwedischer Freund wird fünfzehn Minuten früher erscheinen und Sie fünf Minuten vor der geplanten Zeit anrufen und Sie fragen, wo Sie sind.

10.

EIN normaler Freund teilt ihre persönlichen Geschichten mit, nachdem Sie sich einige Monate lang gekannt haben.
EIN Schwedischer Freund Vielleicht teilen Sie einige innere Gedanken mit Ihnen, nachdem Sie sich zehn Jahre lang gekannt haben.

11.

EIN normaler Freund wird Ihnen sagen, wenn etwas nicht stimmt.
EIN Schwedischer Freund schweigt und vermeidet unangenehme Diskussionen, bis das Problem behoben ist.

12.

EIN normaler Freund Ich werde dir sagen, dass sie dich liebt, wenn sie nüchtern ist.
EIN Schwedischer Freund wird ihre Zuneigung zu Ihnen nur nach einer intensiven Menge von verbal ausdrücken Groggar.


Wie ist es, ein Kind in Schweden zu sein? Hier ein kurzer Überblick über das schwedische Schulsystem, was Kinderrechte sind und was Kinder in Schweden in ihrer Freizeit tun.

Seit 1842 hat jedes Kind in Schweden gesetzlich das Recht, zur Schule zu gehen. Heute gibt es zehn Jahre Schulpflicht, die in vier Stufen unterteilt sind: förskoleklass („Vorschuljahr“, Jahr 0), lågstadiet (Jahre 1–3), mellanstadiet (Jahre 4–6) und högstadiet (Jahre 7–9). Die meisten Kinder gehen dann zum optionalen weiter Gymnasium (Sekundarstufe II oder das Äquivalent der amerikanischen High School - Jahre 10–12) und Abschluss, wenn sie 18–19 Jahre alt sind.

Kinder zwischen 6 und 13 Jahren werden vor und nach der Schulzeit außerschulisch betreut. Die Schulpflicht umfasst auch sameskolor (Sami-Schulen) für Kinder der indigenen Sami.


Was ist der beste Altersunterschied für Ehemann und Ehefrau?

Durch die Heirat mit einer 15 Jahre jüngeren Frau maximierten vorindustrielle samische Männer ihre überlebenden Nachkommen

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Männer heiraten jüngere Frauen und Frauen bevorzugen im Allgemeinen ältere Männer. Aber ist es Kultur, Genetik oder die Umwelt, die eine solche Entscheidung treffen - und gibt es einen optimalen Altersunterschied? Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Männer, zumindest für die Sami im vorindustriellen Finnland, eine Frau heiraten sollten, die fast 15 Jahre jünger ist, um ihre Chancen auf die meisten überlebenden Nachkommen zu maximieren.

"Wir haben untersucht, wie sich der Altersunterschied der Eltern bei der Heirat auf den Fortpflanzungserfolg von [Familien] bei Sami auswirkt, die nur einmal in ihrem Leben geheiratet haben", sagt der Ökologe Samuli Helle von der Universität Turku in Finnland. "Wir haben festgestellt, dass die Heirat von Frauen, die 14,6 Jahre jünger sind, den Fortpflanzungserfolg von Männern auf Lebenszeit maximiert - mit anderen Worten, die Anzahl der Nachkommen, die bis zum 18. Lebensjahr überleben."

Die Forscher untersuchten dazu die Kirchenbücher von 700 Ehen der Bevölkerung von Utsjoki, Inari und Enontekiö aus dem 17. bis 19. Jahrhundert (um die Auswirkungen der modernen Medizin auf das Überleben der Kinder zu beseitigen).

Dennoch waren nur 10 Prozent dieser Ehen zwischen Männern und Frauen mit diesem optimalen Altersunterschied. Die Spanne reichte von Männern, die Frauen heirateten, die bis zu 20 Jahre älter waren, bis zu Frauen, die Männer heirateten, die bis zu 25 Jahre älter waren. Der durchschnittliche Altersunterschied zwischen Ehemann und Ehefrau betrug drei Jahre. Die Bräuche der Ehe oder die Verfügbarkeit von Rentieren zur Unterstützung einer neuen Familie (die Sami sind Rentierhirten) könnten der Grund dafür sein, dass mehr Sami-Ehen nicht den optimalen Altersunterschied aufwiesen, sagt Helle.

Letztendlich ist das Alter, in dem die Frau beginnt, Kinder zu gebären, der größte Überlebensfaktor, so die Zeitung in Biologie-Briefe schlägt vor: Jüngere Frauen gebären im Allgemeinen gesündere Kinder. Die Heirat mit einer älteren Frau oder einem viel älteren Mann war für den Fortpflanzungserfolg am nachteiligsten.

Andere Untersuchungen im heutigen Schweden haben gezeigt, dass ein Mann, der sechs Jahre jünger als er ist, die ideale Fortpflanzungsmöglichkeit hat. Aber die kulturellen Einschränkungen der Ehe haben sich möglicherweise geändert. "Reichtum war der wichtigste Faktor in einer [samischen] Ehe", bemerkt Helle. "Liebe spielte dabei fast keine Rolle."


Zwei Formen, um Besitz auszudrücken

Es gibt zwei Formen, um Besitz auf Englisch auszudrücken: haben oder haben.

Hast du ein Auto?
Hast du ein Auto?
Er hat keine Freunde.
Er hat keine Freunde.
Sie hat ein schönes neues Zuhause.
Sie hat ein schönes neues Zuhause.

Während beide Formen korrekt sind (und sowohl im britischen als auch im amerikanischen Englisch akzeptiert werden), ist got (haben Sie, er hat nicht usw.) im Allgemeinen die bevorzugte Form im britischen Englisch, während die meisten Sprecher des amerikanischen Englisch das have verwenden (Hast du, er hat nicht usw.)


Inhalt

  • 1 Geschichte
  • 2 Gesetze der Trockenreibung
  • 3 Trockenreibung
    • 3.1 Normalkraft
    • 3.2 Reibungskoeffizient
      • 3.2.1 Ungefähre Reibungskoeffizienten
    • 3.3 Haftreibung
    • 3.4 Kinetische Reibung
    • 3.5 Reibungswinkel
    • 3.6 Reibung auf atomarer Ebene
    • 3.7 Einschränkungen des Coulomb-Modells
      • 3.7.1 "Negativer" Reibungskoeffizient
    • 3.8 Numerische Simulation des Coulomb-Modells
    • 3.9 Trockenreibung und Instabilitäten
  • 4 Flüssigkeitsreibung
  • 5 Geschmierte Reibung
  • 6 Hautreibung
  • 7 Innere Reibung
  • 8 Strahlungsreibung
  • 9 Andere Arten von Reibung
    • 9.1 Rollwiderstand
    • 9.2 Bremsreibung
    • 9.3 Triboelektrischer Effekt
    • 9.4 Riemenreibung
  • 10 Reibung reduzieren
    • 10.1 Geräte
    • 10.2 Schmierstoffe
  • 11 Reibungsenergie
    • 11.1 Reibungsarbeit
  • 12 Anwendungen
    • 12.1 Transport
    • 12.2 Messung
    • 12.3 Haushaltsgebrauch
  • 13 Siehe auch
  • 14 Referenzen
  • 15 Externe Links

Die Griechen, darunter Aristoteles, Vitruv und Plinius der Ältere, waren an der Ursache und Minderung der Reibung interessiert. [8] Sie waren sich der Unterschiede zwischen statischer und kinetischer Reibung bewusst, als Themistius 350 v. Chr. Feststellte, dass "es einfacher ist, die Bewegung eines sich bewegenden Körpers zu fördern, als einen Körper in Ruhe zu bewegen". [8] [9] [10] [11]

Die klassischen Gesetze der Gleitreibung wurden 1493 von Leonardo da Vinci, einem Pionier der Tribologie, entdeckt, aber die in seinen Notizbüchern dokumentierten Gesetze wurden nicht veröffentlicht und blieben unbekannt. [12] [13] [14] [15] [16] [17] Diese Gesetze wurden 1699 von Guillaume Amontons wiederentdeckt [18] und wurden als Amontons drei Gesetze der Trockenreibung bekannt. Amontons präsentierte die Art der Reibung in Bezug auf Oberflächenunregelmäßigkeiten und die Kraft, die erforderlich ist, um das Gewicht zu erhöhen, das die Oberflächen zusammenpresst. Diese Ansicht wurde von Bernard Forest de Bélidor [19] und Leonhard Euler (1750) weiter ausgearbeitet, die den Ruhewinkel eines Gewichts auf einer schiefen Ebene ableiteten und zunächst zwischen statischer und kinetischer Reibung unterschieden. [20] John Theophilus Desaguliers (1734) erkannte erstmals die Rolle der Adhäsion bei der Reibung. [21] Mikroskopische Kräfte führen dazu, dass Oberflächen zusammenkleben. Er schlug vor, dass Reibung die Kraft ist, die erforderlich ist, um die anhaftenden Oberflächen auseinander zu reißen.

Das Verständnis von Reibung wurde von Charles-Augustin de Coulomb (1785) weiterentwickelt. [18] Coulomb untersuchte den Einfluss von vier Hauptfaktoren auf die Reibung: die Art der berührenden Materialien und ihre Oberflächenbeschichtungen, die Ausdehnung der Oberfläche, den Normaldruck (oder die Belastung) und die Verweildauer der Oberflächen in Kontakt (Ruhezeit). [12] Coulomb berücksichtigte ferner den Einfluss von Gleitgeschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um zwischen den verschiedenen Erklärungen zur Art der vorgeschlagenen Reibung zu entscheiden. Die Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Reibung erfolgt im Coulombschen Reibungsgesetz (siehe unten), obwohl diese Unterscheidung bereits 1758 von Johann Andreas von Segner getroffen wurde. [12] Die Auswirkung der Ruhezeit wurde von Pieter van Musschenbroek (1762) erklärt ) durch Berücksichtigung der Oberflächen von Fasermaterialien mit miteinander verzahnten Fasern, was eine endliche Zeit in Anspruch nimmt, in der die Reibung zunimmt.

John Leslie (1766–1832) bemerkte eine Schwäche in den Ansichten von Amontons und Coulomb: Wenn Reibung durch ein Gewicht entsteht, das auf der schiefen Ebene aufeinanderfolgender Unebenheiten gezogen wird, warum wird es dann nicht durch Absenken des gegenüberliegenden Abhangs ausgeglichen? Leslie war ebenso skeptisch gegenüber der von Desaguliers vorgeschlagenen Rolle der Adhäsion, die im Großen und Ganzen die gleiche Tendenz zur Beschleunigung haben sollte wie zur Verzögerung der Bewegung. [12] Nach Ansicht von Leslie sollte Reibung als zeitabhängiger Prozess des Abflachens und Herunterdrückens von Unebenheiten angesehen werden, der neue Hindernisse in früheren Hohlräumen schafft.

Arthur Jules Morin (1833) entwickelte das Konzept von Gleit- und Rollreibung. Osborne Reynolds (1866) leitete die Gleichung des viskosen Flusses ab. Dies vervollständigte das klassische empirische Reibungsmodell (statisch, kinetisch und flüssig), das heute in der Technik üblich ist. [13] 1877 untersuchten Fleeming Jenkin und J. A. Ewing die Kontinuität zwischen statischer und kinetischer Reibung. [22]

Der Forschungsschwerpunkt im 20. Jahrhundert lag auf dem Verständnis der physikalischen Mechanismen hinter Reibung. Frank Philip Bowden und David Tabor (1950) zeigten, dass auf mikroskopischer Ebene der tatsächliche Kontaktbereich zwischen Oberflächen einen sehr kleinen Bruchteil des scheinbaren Bereichs ausmacht. [14] Dieser tatsächliche Kontaktbereich, der durch Unebenheiten verursacht wird, nimmt mit dem Druck zu. Die Entwicklung des Rasterkraftmikroskops (ca. 1986) ermöglichte es Wissenschaftlern, die Reibung auf atomarer Ebene zu untersuchen [13] und zu zeigen, dass auf dieser Skala die Trockenreibung das Produkt der Scherspannung zwischen den Oberflächen und der Kontaktfläche ist. Diese beiden Entdeckungen erklären Amontons erstes Gesetz (unten)die makroskopische Proportionalität zwischen Normalkraft und statischer Reibungskraft zwischen trockenen Oberflächen.

Die elementare Eigenschaft der gleitenden (kinetischen) Reibung wurde im 15. bis 18. Jahrhundert experimentell entdeckt und als drei empirische Gesetze ausgedrückt:

  • Amontons erstes Gesetz: Die Reibungskraft ist direkt proportional zur aufgebrachten Last.
  • Amontons zweites Gesetz: Die Reibungskraft ist unabhängig vom scheinbaren Kontaktbereich.
  • Coulombs Reibungsgesetz: Die kinetische Reibung ist unabhängig von der Gleitgeschwindigkeit.

Die Trockenreibung widersteht der relativen seitlichen Bewegung zweier fester Oberflächen in Kontakt. Die beiden Regime der Trockenreibung sind "Haftreibung" ("Haftreibung") zwischen nicht bewegten Oberflächen und kinetische Reibung (manchmal auch als Gleitreibung oder dynamische Reibung bezeichnet) zwischen sich bewegenden Oberflächen.

Die Coulomb-Reibung, benannt nach Charles-Augustin de Coulomb, ist ein ungefähres Modell zur Berechnung der Trockenreibungskraft. Es wird vom Modell geregelt:

Die Reibungskraft wird immer in einer Richtung ausgeübt, die einer Bewegung (für kinetische Reibung) oder einer möglichen Bewegung (für statische Reibung) zwischen den beiden Oberflächen entgegenwirkt. Zum Beispiel erfährt ein Curling-Stein, der entlang des Eises gleitet, eine kinetische Kraft, die es verlangsamt. Als Beispiel für eine mögliche Bewegung erfahren die Antriebsräder eines beschleunigenden Autos eine Reibungskraft, die nach vorne zeigt. Andernfalls würden die Räder durchdrehen und der Gummi würde auf dem Bürgersteig rückwärts gleiten. Beachten Sie, dass dies nicht die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ist, dem sie sich widersetzen, sondern die Richtung des (potenziellen) Gleitens zwischen Reifen und Straße.

Normale Kraft

Wenn ein Objekt befindet sich auf einer ebenen Fläche und die Kraft, die dazu neigt, es zum Gleiten zu bringen, ist horizontal, die Normalkraft N < Anzeigestil N ,> zwischen dem Objekt und der Oberfläche ist nur sein Gewicht, das gleich seiner Masse multipliziert mit der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft der Erde ist. G. Wenn die Objekt befindet sich auf einer geneigten Oberfläche B. bei einer schiefen Ebene ist die Normalkraft geringer, da weniger Schwerkraft senkrecht zur Fläche der Ebene steht. Daher wird die Normalkraft und letztendlich die Reibungskraft unter Verwendung einer Vektoranalyse bestimmt, üblicherweise über ein Freikörperdiagramm. Je nach Situation kann die Berechnung der Normalkraft andere Kräfte als die Schwerkraft umfassen.

Reibungskoeffizient

Das Reibungskoeffizient (COF), oft durch den griechischen Buchstaben µ symbolisiert, ist ein dimensionsloser Skalarwert, der das Verhältnis der Reibungskraft zwischen zwei Körpern und der sie zusammendrückenden Kraft beschreibt. Der Reibungskoeffizient hängt von den verwendeten Materialien ab. Beispielsweise hat Eis auf Stahl einen niedrigen Reibungskoeffizienten, während Gummi auf Pflaster einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Die Reibungskoeffizienten reichen von nahe Null bis größer als Eins. Es ist ein Axiom der Art der Reibung zwischen Metalloberflächen, dass sie zwischen zwei Oberflächen ähnlicher Metalle größer ist als zwischen zwei Oberflächen unterschiedlicher Metalle - daher hat Messing einen höheren Reibungskoeffizienten, wenn es gegen Messing bewegt wird, aber weniger, wenn es gegen Messing bewegt wird Stahl oder Aluminium. [23]

Für relativ zueinander ruhende Flächen μ = μs < displaystyle mu = mu _ < mathrm > ,>, wobei μ s < displaystyle mu _ < mathrm > ,> ist das Haftreibungskoeffizient. Dies ist normalerweise größer als sein kinetisches Gegenstück. Der Haftreibungskoeffizient, den ein Paar von Kontaktflächen aufweist, hängt von den kombinierten Effekten der Materialverformungseigenschaften und der Oberflächenrauheit ab, die beide ihren Ursprung in der chemischen Bindung zwischen Atomen in jedem der Schüttgüter und zwischen den Materialoberflächen und irgendwelchen haben adsorbiertes Material. Es ist bekannt, dass die Fraktalität von Oberflächen, ein Parameter, der das Skalierungsverhalten von Oberflächenunebenheiten beschreibt, eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Größe der Haftreibung spielt. [1]

Arthur Morin führte den Begriff ein und demonstrierte die Nützlichkeit des Reibungskoeffizienten. [12] Der Reibungskoeffizient ist eine empirische Messung - er muss experimentell gemessen werden und kann nicht durch Berechnungen ermittelt werden. [24] Rauere Oberflächen weisen tendenziell höhere effektive Werte auf. Sowohl statische als auch kinetische Reibungskoeffizienten hängen von dem Kontaktpaar ab, für ein gegebenes Oberflächenpaar beträgt der Haftreibungskoeffizient meistens Größer als die kinetische Reibung, sind in einigen Sätzen die beiden Koeffizienten gleich, wie z. B. Teflon-auf-Teflon.

Die meisten trockenen Materialien in Kombination haben Reibungskoeffizientenwerte zwischen 0,3 und 0,6. Werte außerhalb dieses Bereichs sind seltener, aber Teflon kann beispielsweise einen Koeffizienten von nur 0,04 haben. Ein Wert von Null würde überhaupt keine Reibung bedeuten, eine schwer fassbare Eigenschaft. Gummi in Kontakt mit anderen Oberflächen kann Reibungskoeffizienten von 1 bis 2 ergeben. Gelegentlich wird behauptet, dass µ immer [1] ist. Beispielsweise kann ein Kupferstift, der gegen eine dicke Kupferplatte gleitet, einen COF aufweisen, der bei niedrigen Geschwindigkeiten von 0,6 variiert ( Metall, das gegen Metall gleitet) bei hohen Geschwindigkeiten auf unter 0,2, wenn die Kupferoberfläche aufgrund von Reibungserwärmung zu schmelzen beginnt. Die letztere Geschwindigkeit bestimmt natürlich den COF nicht eindeutig, wenn der Stiftdurchmesser erhöht wird, so dass die Reibungserwärmung schnell entfernt wird, die Temperatur sinkt, der Stift fest bleibt und der COF auf den Wert eines Tests mit niedriger Geschwindigkeit ansteigt . [ Zitat benötigt ]

Ungefähre Reibungskoeffizienten

Materialien Statische Reibung, μ s < displaystyle mu _ < mathrm >,> Kinetische / Gleitreibung, μ k < displaystyle mu _ < mathrm >,>
Trocken und sauber Geschmiert Trocken und sauber Geschmiert
Aluminium Stahl 0.61 [25] 0.47 [25]
Aluminium Aluminium 1.05-1.35 [25] 0.3 [25] 1.4 [25] -1.5 [26]
Gold Gold 2.5 [26]
Platin Platin 1.2 [25] 0.25 [25] 3.0 [26]
Silber Silber 1.4 [25] 0.55 [25] 1.5 [26]
Aluminiumoxidkeramik Siliziumnitridkeramik 0,004 (nass) [27]
BAM (Keramiklegierung AlMgB14) Titanborid (TiB2) 0.04–0.05 [28] 0.02 [29] [30]
Messing Stahl 0.35-0.51 [25] 0.19 [25] 0.44 [25]
Gusseisen Kupfer 1.05 [25] 0.29 [25]
Gusseisen Zink 0.85 [25] 0.21 [25]
Beton Gummi 1.0 0,30 (nass) 0.6-0.85 [25] 0,45-0,75 (nass) [25]
Beton Holz 0.62 [25] [31]
Kupfer Glas 0.68 [32] 0.53 [32]
Kupfer Stahl 0.53 [32] 0.36 [25] [32] 0.18 [32]
Glas Glas 0.9-1.0 [25] [32] 0.005–0.01 [32] 0.4 [25] [32] 0.09–0.116 [32]
Menschliche Synovialflüssigkeit Menschlicher Knorpel 0.01 [33] 0.003 [33]
Eis Eis 0.02-0.09 [34]
Polyethen Stahl 0.2 [25] [34] 0.2 [25] [34]
PTFE (Teflon) PTFE (Teflon) 0.04 [25] [34] 0.04 [25] [34] 0.04 [25]
Stahl Eis 0.03 [34]
Stahl PTFE (Teflon) 0.04 [25] -0.2 [34] 0.04 [25] 0.04 [25]
Stahl Stahl 0.74 [25] -0.80 [34] 0.005–0.23 [32] [34] 0.42-0.62 [25] [32] 0.029–0.19 [32]
Holz Metall 0.2–0.6 [25] [31] 0,2 (nass) [25] [31] 0.49 [32] 0.075 [32]
Holz Holz 0.25–0.62 [25] [31] [32] 0,2 (nass) [25] [31] 0.32–0.48 [32] 0.067–0.167 [32]

Unter bestimmten Bedingungen haben einige Materialien sehr niedrige Reibungskoeffizienten. Ein Beispiel ist (hochgeordneter pyrolytischer) Graphit, der einen Reibungskoeffizienten unter 0,01 haben kann. [35] Dieses ultraniedrige Reibungsregime wird als Superschmierfähigkeit bezeichnet.

Statische Reibung

Statische Reibung ist Reibung zwischen zwei oder mehr festen Objekten, die sich nicht relativ zueinander bewegen. Beispielsweise kann statische Reibung verhindern, dass ein Objekt über eine geneigte Oberfläche rutscht. Der Haftreibungskoeffizient, typischerweise bezeichnet als μsist normalerweise höher als der kinetische Reibungskoeffizient. Es wird angenommen, dass statische Reibung als Ergebnis von Oberflächenrauheitsmerkmalen über mehrere Längenskalen an festen Oberflächen entsteht. Diese als Unebenheiten bezeichneten Merkmale sind bis zu nanoskaligen Abmessungen vorhanden und führen zu einem echten Fest-Fest-Kontakt, der nur an einer begrenzten Anzahl von Punkten besteht und nur einen Bruchteil der scheinbaren oder nominalen Kontaktfläche ausmacht. [36] Die Linearität zwischen aufgebrachter Last und wahrer Kontaktfläche, die sich aus der Verformung der Unebenheit ergibt, führt zu der Linearität zwischen statischer Reibungskraft und Normalkraft, die für typische Reibung vom Amonton-Coulomb-Typ gefunden wird. [37]

Ein Beispiel für Haftreibung ist die Kraft, die verhindert, dass ein Autorad beim Rollen auf dem Boden durchrutscht. Obwohl das Rad in Bewegung ist, ist das mit dem Boden in Kontakt stehende Reifenstück relativ zum Boden stationär, so dass es eher statisch als kinetisch ist.

Der Maximalwert der Haftreibung bei bevorstehender Bewegung wird manchmal als bezeichnet Reibungsbegrenzung, [39] obwohl dieser Begriff nicht universell verwendet wird. [3]

Kinetische Reibung

Kinetische Reibung, auch bekannt als dynamische Reibung oder Gleitreibungtritt auf, wenn sich zwei Objekte relativ zueinander bewegen und aneinander reiben (wie ein Schlitten auf dem Boden). Der kinetische Reibungskoeffizient wird typischerweise als bezeichnet μkund ist normalerweise kleiner als der Haftreibungskoeffizient für die gleichen Materialien. [40] [41] Richard Feynman kommentiert jedoch, dass "bei trockenen Metallen es sehr schwierig ist, einen Unterschied zu zeigen". [42] Die Reibungskraft zwischen zwei Oberflächen nach Beginn des Gleitens ist das Produkt aus dem kinetischen Reibungskoeffizienten und der Normalkraft: F k = μ k F n < Anzeigestil F_= mu _ < mathrm > F_,>. Dies ist verantwortlich für die Coulomb-Dämpfung eines oszillierenden oder vibrierenden Systems.

Neue Modelle zeigen, wie kinetische Reibung größer sein kann als statische Reibung. [43] Kinetische Reibung wird heute in vielen Fällen hauptsächlich durch chemische Bindungen zwischen den Oberflächen und nicht durch ineinandergreifende Unebenheiten verursacht. [44] In vielen anderen Fällen dominieren jedoch Rauheitseffekte, beispielsweise bei der Reibung zwischen Gummi und Straße . [43] Oberflächenrauheit und Kontaktfläche beeinflussen die kinetische Reibung bei Objekten im Mikro- und Nanomaßstab, bei denen Oberflächenkräfte die Trägheitskräfte dominieren. [45]

Der Ursprung der kinetischen Reibung im Nanobereich kann durch die Thermodynamik erklärt werden. [46] Beim Gleiten bildet sich auf der Rückseite eines echten Gleitkontakts eine neue Oberfläche, und die vorhandene Oberfläche verschwindet auf der Vorderseite. Da alle Oberflächen die thermodynamische Oberflächenenergie beinhalten, muss Arbeit in die Schaffung der neuen Oberfläche investiert werden, und Energie wird beim Entfernen der Oberfläche als Wärme freigesetzt. Somit ist eine Kraft erforderlich, um die Rückseite des Kontakts zu bewegen, und Reibungswärme wird an der Vorderseite abgegeben.

Reibungswinkel

Für bestimmte Anwendungen ist es sinnvoller, die Haftreibung in Bezug auf den maximalen Winkel zu definieren, vor dem eines der Elemente zu gleiten beginnt. Dies nennt man das Reibungswinkel oder Reibungswinkel. Es ist definiert als:

wo θ ist der Winkel von horizontal und µs ist der statische Reibungskoeffizient zwischen den Objekten. [47] Diese Formel kann auch zur Berechnung verwendet werden µs aus empirischen Messungen des Reibungswinkels.

Reibung auf atomarer Ebene

Die Bestimmung der Kräfte, die erforderlich sind, um Atome aneinander vorbei zu bewegen, ist eine Herausforderung beim Entwurf von Nanomaschinen. 2008 konnten Wissenschaftler erstmals ein einzelnes Atom über eine Oberfläche bewegen und die erforderlichen Kräfte messen. Unter Verwendung von Ultrahochvakuum und einer Temperatur nahe Null (5 ° K) wurde ein modifiziertes Rasterkraftmikroskop verwendet, um ein Kobaltatom und ein Kohlenmonoxidmolekül über Oberflächen von Kupfer und Platin zu ziehen. [48]

Einschränkungen des Coulomb-Modells

Die Coulomb-Näherung folgt aus den Annahmen, dass: Oberflächen nur über einen kleinen Bruchteil ihrer Gesamtfläche in atomar engem Kontakt stehen, dass diese Kontaktfläche proportional zur Normalkraft ist (bis zur Sättigung, die stattfindet, wenn sich alle Flächen in atomarem Kontakt befinden) und dass die Reibungskraft unabhängig von der Kontaktfläche proportional zur aufgebrachten Normalkraft ist. Die Coulomb-Näherung ist grundsätzlich ein empirisches Konstrukt. Es ist eine Faustregel, die das ungefähre Ergebnis einer äußerst komplizierten physischen Interaktion beschreibt. Die Stärke der Annäherung liegt in ihrer Einfachheit und Vielseitigkeit. Obwohl die Beziehung zwischen Normalkraft und Reibungskraft nicht genau linear ist (und daher die Reibungskraft nicht völlig unabhängig von der Kontaktfläche der Oberflächen ist), ist die Coulomb-Näherung eine angemessene Darstellung der Reibung für die Analyse vieler physikalischer Systeme.

Wenn die Oberflächen verbunden werden, wird die Coulomb-Reibung zu einer sehr schlechten Näherung (z. B. widersteht Klebeband dem Gleiten, selbst wenn keine Normalkraft oder eine negative Normalkraft vorhanden ist). In diesem Fall kann die Reibungskraft stark vom Kontaktbereich abhängen. Einige Drag-Racing-Reifen sind aus diesem Grund selbstklebend. Trotz der Komplexität der grundlegenden Physik hinter Reibung sind die Beziehungen genau genug, um in vielen Anwendungen nützlich zu sein.

"Negativer" Reibungskoeffizient

Ab 2012 [Update] hat eine einzige Studie das Potenzial für eine effektiv negativer Reibungskoeffizient im NiedriglastbereichDies bedeutet, dass eine Abnahme der Normalkraft zu einer Zunahme der Reibung führt. Dies widerspricht der Alltagserfahrung, bei der eine Zunahme der Normalkraft zu einer Zunahme der Reibung führt. [49] Dies wurde in der Zeitschrift berichtet Natur im Oktober 2012 und beinhaltete die Reibung, auf die ein Rasterkraftmikroskopstift stößt, wenn er in Gegenwart von graphenadsorbiertem Sauerstoff über eine Graphenschicht gezogen wird. [49]

Numerische Simulation des Coulomb-Modells

Obwohl das Coulomb-Modell ein vereinfachtes Reibungsmodell ist, ist es in vielen numerischen Simulationsanwendungen wie Mehrkörpersystemen und körnigem Material nützlich. Selbst sein einfachster Ausdruck fasst die grundlegenden Effekte des Klebens und Gleitens zusammen, die in vielen angewandten Fällen erforderlich sind, obwohl spezifische Algorithmen entwickelt werden müssen, um mechanische Systeme mit Coulomb-Reibung und bilateralem oder unilateralem Kontakt effizient numerisch zu integrieren. [50] [51] [52] [53] [54] Einige nichtlineare Effekte, wie die sogenannten Painlevé-Paradoxe, können mit Coulomb-Reibung auftreten. [55]

Trockenreibung und Instabilitäten

Trockenreibung kann in mechanischen Systemen verschiedene Arten von Instabilitäten hervorrufen, die sich ohne Reibung stabil verhalten. [56] Diese Instabilitäten können durch die Abnahme der Reibungskraft mit zunehmender Gleitgeschwindigkeit, durch Materialexpansion aufgrund der Wärmeerzeugung während der Reibung (die thermoelastischen Instabilitäten) oder durch rein dynamische Effekte des Gleitens zweier elastischer Materialien verursacht werden (die Adams-Martins-Instabilitäten). Letztere wurden ursprünglich 1995 von George G. Adams und João Arménio Correia Martins für glatte Oberflächen entdeckt [57] [58] und später in periodisch rauen Oberflächen gefunden. [59] Insbesondere wird angenommen, dass reibungsbedingte dynamische Instabilitäten für das Quietschen der Bremse und das "Lied" einer Glasharfe verantwortlich sind. [60] [61] Phänomene, bei denen es um Stock und Schlupf geht, modelliert als Abfall des Reibungskoeffizienten mit Geschwindigkeit. [62]

Ein praktisch wichtiger Fall ist die Selbstschwingung der Saiten von Streichinstrumenten wie Violine, Cello, Drehleier, Erhu usw.

Es wurde ein Zusammenhang zwischen Trockenreibung und Flatterinstabilität in einem einfachen mechanischen System entdeckt. [63] Weitere Einzelheiten finden Sie im Film.

Reibungsinstabilitäten können zur Bildung neuer selbstorganisierter Muster (oder "Sekundärstrukturen") an der Gleitgrenzfläche führen, wie z. B. in situ gebildete Tribofilme, die zur Verringerung von Reibung und Verschleiß in sogenannten selbstschmierenden Materialien verwendet werden . [64]

Flüssigkeitsreibung tritt zwischen Flüssigkeitsschichten auf, die sich relativ zueinander bewegen. Dieser innere Strömungswiderstand wird benannt Viskosität. Im Alltag wird die Viskosität einer Flüssigkeit als "Dicke" bezeichnet. Somit ist Wasser "dünn" mit einer niedrigeren Viskosität, während Honig "dick" mit einer höheren Viskosität ist. Je weniger viskos die Flüssigkeit ist, desto leichter kann sie sich verformen oder bewegen.

Alle realen Flüssigkeiten (außer Superfluide) bieten eine gewisse Scherfestigkeit und sind daher viskos. Für Lehr- und Erklärungszwecke ist es hilfreich, das Konzept einer nichtviskosen Flüssigkeit oder einer idealen Flüssigkeit zu verwenden, die keinen Widerstand gegen Scherung bietet und daher nicht viskos ist.

Geschmierte Reibung ist ein Fall von Flüssigkeitsreibung, bei dem eine Flüssigkeit zwei feste Oberflächen trennt. Die Schmierung ist eine Technik, die verwendet wird, um den Verschleiß einer oder beider Oberflächen in unmittelbarer Nähe zueinander zu verringern, indem eine Substanz, die als Schmiermittel bezeichnet wird, zwischen die Oberflächen eingefügt wird.

In den meisten Fällen wird die aufgebrachte Last durch Druck getragen, der innerhalb des Fluids aufgrund des viskosen Reibungswiderstands gegen die Bewegung des Schmierfluids zwischen den Oberflächen erzeugt wird. Eine ausreichende Schmierung ermöglicht einen reibungslosen Dauerbetrieb der Geräte mit nur geringem Verschleiß und ohne übermäßige Beanspruchungen oder Festfressen an den Lagern. Wenn die Schmierung ausfällt, können Metall oder andere Komponenten zerstörerisch übereinander reiben und Hitze und möglicherweise Beschädigungen oder Ausfälle verursachen.

Hautreibung entsteht durch die Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und der Haut des Körpers und steht in direktem Zusammenhang mit dem Bereich der Körperoberfläche, der mit der Flüssigkeit in Kontakt steht. Die Hautreibung folgt der Widerstandsgleichung und steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit an.

Hautreibung wird durch viskosen Widerstand in der Grenzschicht um das Objekt verursacht. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Hautreibung zu verringern: Die erste besteht darin, den sich bewegenden Körper so zu formen, dass ein reibungsloser Fluss wie bei einem Tragflächenprofil möglich ist. Die zweite Methode besteht darin, die Länge und den Querschnitt des sich bewegenden Objekts so weit wie möglich zu verringern.

Interne Reibung ist die Kraft, die der Bewegung zwischen den Elementen widersteht, aus denen ein festes Material besteht, während es sich verformt.

Die plastische Verformung in Festkörpern ist eine irreversible Änderung der inneren Molekülstruktur eines Objekts. Diese Änderung kann entweder auf (oder auf beide) eine ausgeübte Kraft oder eine Änderung der Temperatur zurückzuführen sein. Die Änderung der Form eines Objekts wird als Dehnung bezeichnet. Die Kraft, die es verursacht, heißt Stress.

Die elastische Verformung in Festkörpern ist eine reversible Änderung der inneren Molekülstruktur eines Objekts. Stress verursacht nicht unbedingt dauerhafte Veränderungen. Wenn eine Verformung auftritt, wirken interne Kräfte der ausgeübten Kraft entgegen. Wenn die aufgebrachte Spannung nicht zu groß ist, können diese entgegengesetzten Kräfte der aufgebrachten Kraft vollständig widerstehen, so dass das Objekt einen neuen Gleichgewichtszustand annehmen und zu seiner ursprünglichen Form zurückkehren kann, wenn die Kraft entfernt wird. Dies ist als elastische Verformung oder Elastizität bekannt.

Infolge des leichten Drucks sagte Einstein [65] 1909 die Existenz von "Strahlungsreibung" voraus, die der Bewegung der Materie entgegenwirken würde. Er schrieb: „Strahlung übt Druck auf beide Seiten der Platte aus. Die auf beide Seiten ausgeübten Druckkräfte sind bei ruhender Platte gleich. Wenn es jedoch in Bewegung ist, wird mehr Strahlung auf der Oberfläche reflektiert, die während der Bewegung voraus ist (Vorderseite) als auf der Rückseite. Die rückwärts wirkende Druckkraft, die auf die Vorderseite ausgeübt wird, ist somit größer als die Druckkraft, die auf die Rückseite wirkt. Als Ergebnis der beiden Kräfte bleibt daher eine Kraft übrig, die der Bewegung der Platte entgegenwirkt und mit der Geschwindigkeit der Platte zunimmt. Wir werden diese resultierende "Strahlungsreibung" kurz nennen. "

Rollwiderstand

Der Rollwiderstand ist die Kraft, die dem Rollen eines Rades oder eines anderen kreisförmigen Objekts entlang einer Oberfläche widersteht, das durch Verformungen des Objekts oder der Oberfläche verursacht wird. Im Allgemeinen ist die Rollwiderstandskraft geringer als die mit kinetischer Reibung verbundene. [66] Typische Werte für den Rollwiderstandskoeffizienten sind 0,001. [67] Eines der häufigsten Beispiele für Rollwiderstand ist die Bewegung von Kraftfahrzeugreifen auf einer Straße, ein Prozess, bei dem Wärme und Schall als Nebenprodukte entstehen. [68]

Bremsreibung

Jedes mit einer Bremse ausgestattete Rad kann eine große Verzögerungskraft erzeugen, üblicherweise zum Verlangsamen und Stoppen eines Fahrzeugs oder einer rotierenden Maschine. Die Bremsreibung unterscheidet sich von der Rollreibung dadurch, dass der Reibungskoeffizient für die Rollreibung gering ist, während der Reibungskoeffizient für die Bremsreibung durch die Wahl der Materialien für die Bremsbeläge so ausgelegt ist, dass sie groß sind.

Triboelektrischer Effekt

Das Reiben unterschiedlicher Materialien aneinander kann zu elektrostatischer Aufladung führen, die gefährlich sein kann, wenn brennbare Gase oder Dämpfe vorhanden sind. Wenn sich der statische Aufbau entlädt, können Explosionen durch Entzündung des brennbaren Gemisches verursacht werden.

Riemenreibung

Die Riemenreibung ist eine physikalische Eigenschaft, die sich aus den Kräften ergibt, die auf einen Riemen wirken, der um eine Riemenscheibe gewickelt ist, wenn an einem Ende gezogen wird. Die resultierende Spannung, die auf beide Enden des Riemens wirkt, kann durch die Riemenreibungsgleichung modelliert werden.

In der Praxis kann die theoretische Spannung, die auf den Riemen oder das Seil wirkt, berechnet durch die Riemenreibungsgleichung, mit der maximalen Spannung verglichen werden, die der Riemen tragen kann. Dies hilft einem Konstrukteur eines solchen Rigs zu wissen, wie oft der Riemen oder das Seil um die Riemenscheibe gewickelt werden muss, um ein Verrutschen zu verhindern. Bergsteiger und Segelcrews demonstrieren ein Standardwissen über Riemenreibung bei der Erfüllung grundlegender Aufgaben.

Devices

Devices such as wheels, ball bearings, roller bearings, and air cushion or other types of fluid bearings can change sliding friction into a much smaller type of rolling friction.

Many thermoplastic materials such as nylon, HDPE and PTFE are commonly used in low friction bearings. They are especially useful because the coefficient of friction falls with increasing imposed load. [69] For improved wear resistance, very high molecular weight grades are usually specified for heavy duty or critical bearings.

Lubricants

A common way to reduce friction is by using a lubricant, such as oil, water, or grease, which is placed between the two surfaces, often dramatically lessening the coefficient of friction. The science of friction and lubrication is called tribology. Lubricant technology is when lubricants are mixed with the application of science, especially to industrial or commercial objectives.

Superlubricity, a recently discovered effect, has been observed in graphite: it is the substantial decrease of friction between two sliding objects, approaching zero levels. A very small amount of frictional energy would still be dissipated.

Lubricants to overcome friction need not always be thin, turbulent fluids or powdery solids such as graphite and talc, acoustic lubrication actually uses sound as a lubricant.

Another way to reduce friction between two parts is to superimpose micro-scale vibration to one of the parts. This can be sinusoidal vibration as used in ultrasound-assisted cutting or vibration noise, known as dither.

According to the law of conservation of energy, no energy is destroyed due to friction, though it may be lost to the system of concern. Energy is transformed from other forms into thermal energy. A sliding hockey puck comes to rest because friction converts its kinetic energy into heat which raises the thermal energy of the puck and the ice surface. Since heat quickly dissipates, many early philosophers, including Aristotle, wrongly concluded that moving objects lose energy without a driving force.

When an object is pushed along a surface along a path C, the energy converted to heat is given by a line integral, in accordance with the definition of work

Energy lost to a system as a result of friction is a classic example of thermodynamic irreversibility.

Work of friction

In the reference frame of the interface between two surfaces, static friction does Nein work, because there is never displacement between the surfaces. In the same reference frame, kinetic friction is always in the direction opposite the motion, and does negative Arbeit. [70] However, friction can do positive work in certain frames of reference. One can see this by placing a heavy box on a rug, then pulling on the rug quickly. In this case, the box slides backwards relative to the rug, but moves forward relative to the frame of reference in which the floor is stationary. Thus, the kinetic friction between the box and rug accelerates the box in the same direction that the box moves, doing positive Arbeit. [71]

The work done by friction can translate into deformation, wear, and heat that can affect the contact surface properties (even the coefficient of friction between the surfaces). This can be beneficial as in polishing. The work of friction is used to mix and join materials such as in the process of friction welding. Excessive erosion or wear of mating sliding surfaces occurs when work due to frictional forces rise to unacceptable levels. Harder corrosion particles caught between mating surfaces in relative motion (fretting) exacerbates wear of frictional forces. As surfaces are worn by work due to friction, fit and surface finish of an object may degrade until it no longer functions properly. [72] For example, bearing seizure or failure may result from excessive wear due to work of friction.

Friction is an important factor in many engineering disciplines.


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