8.3 FRICCIÓN

Siempre que se quiere desplazar un objeto que está en contacto con otro, se presenta una fuerza llamada fricción que se opone a su deslizamiento. La fuerza de rozamiento sobre un objeto es opuesta a su movimiento, o movimiento inminente, respecto de la superficie.

La fricción es una fuerza tangencial, paralela a las superficies que están en contacto. Existen dos tipos de fuerza de fricción: estática y dinámica o de movimiento.

La fuerza de fricción estática es la reacción que presenta un objeto en reposo oponiéndose a su deslizamiento sobre otra superficie.

La fuerza de fricción dinámica también llamada de fricción cinética, tiene una magnitud igual a la que se requiere aplicar para que un objeto se deslice a velocidad constante sobre otro.

En cualquier situación la magnitud de la fuerza de fricción estática es un poco mayor que la de fricción dinámica, ya que se requiere aplicar una fuerza de mayor magnitud para lograr que un objeto inicie su movimiento que la necesaria para que lo conserve después a velocidad constante.

Fuerza máxima estática: Esta se alcanza un instante antes de que el cuerpo inicie su deslizamiento. Es el pequeño impulso mayor que se da para que se inicie a deslizar el cuerpo. Su magnitud es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza Normal (N) que tiende a mantener unidas ambas superficies debido al peso.

Por lo tanto, se puede escribir:

Donde,

F_me = magnitud de la fuerza máxima de fricción estática, expresada en newtons (N)

N = magnitud de la fuerza normal que tiende a mantener unidas las superficies en contacto debido al peso, expresada en newtons (N)

μ_e = coeficiente de fricción estático, sin unidades.

Por definición, el coeficiente de fricción estático es la relación entre la magnitud de la fuerza máxima de fricción estática y la magnitud de la normal.

Nota: La fuerza normal (N) del objeto es el peso,​ pero en sentido opuesto al mismo (Figura 8.4).

La fuerza de fricción dinámica actúa siempre en la misma dirección, pero en sentido contrario al movimiento del bloque, tomando en cuenta que dicho movimiento es con respecto a la superficie de deslizamiento; es decir, en sentido contrario a la velocidad, provocando una aceleración negativa y consecuentemente un frenado. Una vez iniciado el movimiento, la fuerza de fricción dinámica se mantiene constante, independientemente de que la magnitud de la velocidad sea grande o pequeña. Si se aumenta el peso del bloque al doble y al triple, se puede observar también que la magnitud de la fuerza de fricción dinámica se duplica o se triplica respectivamente, por tanto, es directamente proporcional a la normal entre las superficies (F_d α N) por lo que puede escribirse:

Donde,

F_d = magnitud de la fuerza de fricción dinámica en newtons (N).

N = magnitud de la fuerza normal entre las superficies debido al peso en newtons (N).

 μ_d= coeficiente de fricción dinámico, sin unidades.

Despejando  μ_d , se tiene

Nota: La fricción depende del grado de rugosidad de la superficie, es decir, que en las superficies lisas la fricción es menor.

ACTIVIDAD 1: Realiza los siguientes ejercicios. Recuerda subir tu actividad a Classroom

1.- Calcular la magnitud de la aceleración que produce una fuerza cuya magnitud es de 100 N a un triciclo cuya masa es de 6 000 g. Expresar el resultado en m/s².

2.- Un instante antes de que un prisma rectangular de madera cuyo peso es de 490 N comience a deslizarse sobre una superficie horizontal de cemento, se aplica una fuerza máxima de fricción estática con una magnitud de 392 N, como se puede observar en la figura. Calcula el coeficiente de fricción estático entre la madera y el cemento.

3.- Llevar a clase un formulario de lo visto en la sesión de hoy.