sábado, 30 de mayo de 2015

Fricción

Fricción

En el rozamiento entre dos cuerpos se ha observado los siguientes hechos:
  1. La fuerza de rozamiento tiene dirección paralela a la superficie de apoyo.
  2. El coeficiente de rozamiento depende exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se encuentren sus superficies.
  3. La fuerza máxima de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal que actúa entre las superficies de contacto.
  4. Para un mismo par de cuerpos (superficies de contacto), el rozamiento es mayor un instante antes de que comience el movimiento que cuando ya ha comenzado (estático Vs. cinético).
El rozamiento puede variar en una medida mucho menor debido a otros factores:
  1. El coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de las superficies de contacto.
  2. El coeficiente de rozamiento cinético es prácticamente independiente de la velocidad relativa entre los móviles.
  3. La fuerza de rozamiento puede aumentar ligeramente si los cuerpos llevan mucho tiempo sin moverse uno respecto del otro ya que pueden sufrir atascamiento entre sí.
Algunos autores sintetizan las leyes del comportamiento de la fricción en los siguientes dos postulados básicos:1
  1. La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es proporcional a la fuerza normal ejercida entre los mismos.
  2. La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es independiente de las dimensiones de contacto entre ambos.
La segunda ley puede ilustrarse arrastrando un bloque sobre una superficie plana. La fuerza de arrastre será la misma aunque el bloque descanse sobre la cara ancha o sobre un borde más angosto. Estas leyes fueron establecidas primeramente por Leonardo da Vinci al final del siglo XV, olvidándose después durante largo tiempo; posteriormente fueron redescubiertas por el ingeniero francés Amontons en 1699. Frecuentemente se les denomina también leyes de Amontons.

Fricción estática


F
: la fuerza aplicada.Es la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento. Sobre un cuerpo en reposo al que se aplica una fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas:
Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al deslizamiento.
P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.
N: la fuerza normal, con la que la superficie reacciona sobre el cuerpo sosteniéndolo.
Dado que el cuerpo está en reposo la fuerza aplicada y la fuerza de rozamiento son iguales, y el peso del cuerpo y la normal:

   \begin{cases}
      P = N \\
      F = F_r
   \end{cases}
Se sabe que el peso del cuerpo P es el producto de su masa por la aceleración de la gravedad (g), y que la fuerza de rozamiento es el coeficiente estático por la normal:
 P = N = mg \,
 F = F_r  = \mu_e N \,
esto es:
 F = F_r  = \mu_e mg \,
La fuerza horizontal F máxima que se puede aplicar a un cuerpo en reposo es igual al coeficiente de rozamiento estático por su masa y por la aceleración de la gravedad.

Coeficientes de rozamiento de algunas sustancias[cita requerida]
Materiales en contacto \mu_e \,  \mu_d \,
Articulaciones humanas0,020,003
Acero // Hielo0,0280,09
Acero // Teflón0,040,04
Teflón // Teflón0,040,04
Hielo // Hielo0,10,03
Esquí (encerado) // Nieve (0 °C)0,10,05
Acero // Acero0,150,09
Vidrio // Madera0,250,2
Caucho // Cemento (húmedo)0,30,25
Madera // Cuero0,50,4
Caucho // Madera0,70,6
Acero // Latón0,50,4
Madera // Madera0,70,4
Madera // Piedra0,70,3
Vidrio // Vidrio0,90,4
Caucho // Cemento (seco)10,8
Cobre // Hierro (fundido)10,3 
 

No hay comentarios:

Publicar un comentario