lunes, 19 de marzo de 2012

Fuerza de Rozamiento Cinético

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, si no que forme un ángulo φ con la normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de la fuerza normal N (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto. 

Rozamiento Entre Dos Superficies de Dos Sólidos
1. En el rozamiento entre cuerpos sólidos se ha observado que son válidos de forma aproximada los siguientes hechos empíricos: 
  • 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). 
2. El rozamiento puede variar en una medida mucho menor debido a otros factores:
  • 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 si.
La fuerza cinética, en cambio, es igual al coeficiente de rozamiento dinámico, denotado por la letra griega \mu \,, por la normal en todo instante. 
File:FriccionDiagramaFuerzas.png
Según sea la magnitud del empuje T habrá fricción estática (equilibrio)  o cinética (con movimiento).
Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben considerarse las siguientes fuerzas:
  • F: la fuerza aplicada.
  • Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al movimiento.
  • Fi: fuerza de inercia, que se opone a la aceleración de cuerpo, y que es igual a la masa del cuerpo m por la aceleración que sufre a.
  • P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.
  • N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.
 \mu_d =   Coeficiente de rozamiento dinámico. 



 

 

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