Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática).
Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso). Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto.
Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica.
La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es igual al producto del coeficiente de rozamiento y la fuerza normal:
Características
- La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cuál sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.
- La fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática, ya que se requiere de mayor fuerza para mover un cuerpo inicialmente en reposo que uno que ya se encuentra en movimiento.
- La fuerza de rozamiento tiene dirección paralela a la superficie de apoyo.
- El coeficiente de rozamiento depende exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se encuentren sus superficies.
- La fuerza máxima de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal que actúa entre las superficies de contacto.
- 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 coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de las superficies de contacto.
- El coeficiente de rozamiento cinético es prácticamente independiente de la velocidad relativa entre los móviles.
- 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.
- El valor del coeficiente de rozamiento es menor que 1.
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Ejercicios
1.Una caja de 20 N es arrastrada sobre una superficie rugosa, si el coeficiente de rozamiento es 0,9, entonces ¿Cuál es el valor de la fuerza de rozamiento?
Datos
w= 20 N
u= 0,9
N=?
Fr=?
Para calcular la fuerza de rozamiento necesitamos saber el valor de la fuerza normal, como en la caja no hay desplazamiento en el plano vertical, entonces la sumatoria de fuerzas es cero.
Así, la fuerza normal debe ser del mismo valor que el peso.
FN= w
N= 20 N
Por lo tanto:
Fr= u* N
Fr= 0,9 * 20 N
Fr= 18 N
Datos
m= 30 kg
α= 40º
u= 0,2
Fr=?
w= m*g
w= 30 kg * 9.8 m/s2
w= 294 N
Fy= F sen α
Fy= 100 N sen 40º
Fy= 64,28 N
EFy=0
FN + Fy - w= 0
FN= w - Fy
FN= 294 N - 64.28 N
FN= 229, 72 N
Fr= u* FN
Fr= 0,2 (229, 72 N)
Fr= 45,94 N
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