Fricción
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El documento describe la fricción como la fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto. Explica que la fricción se debe a imperfecciones microscópicas entre las superficies y depende de factores como la fuerza normal y la naturaleza de los materiales. También distingue entre la fricción estática, que impide el inicio del movimiento, y la fricción cinética o dinámica, que se opone al movimiento una vez iniciado.
Fricción
- 1. Fricción
- 2. Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra ( fuerza de fricción cinética ) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento ( fuerza de fricción estática ).
- 3. Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto.
- 4. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que forma un ángulo φ con la normal (el ángulo de rozamiento).
- 5. Por tanto, esta fuerza resultante se compone de la fuerza normal (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento, paralela a las superficies en contacto.
- 6. Rozamiento entre superficies de sólidos Leyes del rozamiento para cuerpos sólidos :
- 7. La fuerza de rozamiento es de igual dirección y sentido contrario al movimiento del cuerpo.
- 8. La fuerza de rozamiento es prácticamente independiente del área de la superficie de contacto.
- 9. La fuerza de rozamiento depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se encuentren sus superficies.
- 10. La fuerza de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal que actúa entre las superficies de contacto. Para un mismo par de cuerpos, el rozamiento es mayor en el momento de arranque que cuando se inicia el movimiento.
- 11. La fuerza de rozamiento es prácticamente independiente de la velocidad con que se desplaza un cuerpo sobre otro.
- 12. Tipos de rozamiento Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática y la fricción dinámica o cinética .
- 13. El primero es aquel que impide que un objeto inicie un movimiento y es igual a la fuerza neta aplicada sobre el cuerpo, solo que con sentido opuesto (ya que impide el movimiento).
- 14. El segundo es una fuerza de magnitud constante que se opone al movimiento una vez que éste ya comenzó.
- 15. En resumen, lo que diferencia a un roce con el otro es que el estático actúa cuando el cuerpo está quieto y el dinámico cuando está en movimiento.
- 16. El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de roce entre los dos objetos (número que se mide experimentalmente y está tabulado) multiplicado por la fuerza normal .
- 17. El roce dinámico, en cambio, es igual al coeficiente de rozamiento, denotado por la letra griega , por la normal en todo instante.
- 18. No se tiene una idea perfectamente clara de la diferencia entre el rozamiento dinámico y el estático, pero se tiende a pensar que el estático es mayor que el dinámico, porque al permanecer en reposo ambas superficies, pueden aparecer enlaces iónicos, o incluso micro soldaduras entre las superficies .
- 19. Éste fenómeno es tanto mayor cuanto más perfectas son las superficies. Un caso más o menos común es el del gripaje de un motor por estar mucho tiempo parado (no solo se arruina por una temperatura muy elevada), ya que al permanecer las superficies del pistón y la camisa durante largo tiempo en contacto y en reposo, pueden llegar a soldarse entre sí.
- 20. Rozamiento dinámico La magnitud de la fuerza de roce se puede expresar matemáticamente mediante cualquiera de las dos expresiones:
- 21. es la fuerza de rozamiento . es el coeficiente de rozamiento dinámico. es la fuerza en la dirección normal al movimiento. la tensión tangencial a las superficies . la tensión normal o presión que se ejercen las superficies .
- 22. Rozamiento estático En el caso del rozamiento estático, existe un rango de fuerzas que pueden ser aplicadas al cuerpo y no una única como es el caso del roce dinámico. Para cualquier fuerza o tensión que cumplan con las expresiones:
- 23. el cuerpo se mantendrá en reposo. Donde ahora: es el coeficiente de roce estático.
- 24. Valores de los coeficientes de fricción Coeficiente de rozamiento de algunas sustancias: