Was bewirkt, dass zwei Gegenstände, die gegeneinander gleiten, Wärme erzeugen? Warum erzeugen sie kein sichtbares Licht oder etwas anderes?
Sie erzeugen Wärme, weil die Oberflächen auf kleinen Skalen eher rau wie Schluchten als flach wie der Ozean sind. Wenn diese rauen Oberflächen miteinander in Kontakt kommen, stoßen sie sich ab. Wenn zwei Atome sehr nahe zusammengebracht werden, speichern sie potenzielle Energie. Wenn sie sich auseinander bewegen, wird diese Energie kinetisch. Diese kinetische Energie reicht jedoch im Allgemeinen nicht aus, um dem Objekt zu entkommen, an dem sie befestigt sind, sodass die Energie zufällig als kinetische Energie verteilt wird, die zwischen den Atomen des Objekts ausgetauscht wird, auch bekannt als thermische Energie. In einigen Fällen reicht die Energie aus, um Bindungen aufzubrechen, und tatsächlich kann Reibung dazu führen, dass Objekte sich verschlechtern und auseinanderfallen, wie bei einem Meteor, der durch den Himmel fällt und durch atmosphärische Reibung auseinandergerissen wird.
Wenn Sie jemals einen Meteoritenschauer gesehen haben, wissen Sie, dass er aufgrund der Reibung mit der Atmosphäre viel sichtbares Licht erzeugt.
Moleküle unterliegen elastischen Stößen. Je schneller die Moleküle einer bestimmten Substanz kollidieren, desto heißer ist sie. Wenn ein Objekt entlang eines anderen Objekts gleitet, muss die gesamte kinetische Energie plus Gravitationspotential seiner Moleküle plus potenzielle Gravitationsenergie erhalten bleiben. Es kann bewiesen werden, dass in der Newtonschen Physik für jedes System, dessen Impuls sich nicht ändert, seine kinetische Energie in allen Bezugssystemen um den gleichen Betrag zunimmt, jedoch nicht unbedingt die kinetische Energie jedes einzelnen Objekts im System. Das bedeutet, dass die gesamte kinetische Energie jedes gleitenden Objekts als Summe seiner kinetischen Bewegungsenergie und der kinetischen Energie seiner Moleküle ausgedrückt werden kann. Wenn sie übereinander gleiten, wird kinetische Bewegungsenergie in kinetische Energie von Molekülen umgewandelt. Da ein Objekt eine so hohe Molekülgeschwindigkeit wie 300 m/s benötigt, um Raumtemperatur zu haben, wird nicht sehr viel Wärme für die Menge an kinetischer Energie erzeugt, die durch Reibung verloren geht. Deshalb ist es leicht zu übersehen, dass Reibung Wärme erzeugen kann.
Ruslan