La fricción
Considerando
el caso de dos superficies que entran en contacto y exhiben un movimiento entre
ellos, podemos hablar de dos tipos diferentes de fricción:
- Fricción estática
- Fricción dinámica
Fricción estática y Fricción dinámica
La
fricción estática ocurre justo en el momento en el que un cuerpo –que se
encuentra en contacto con una superficie- pasa de reposo a un estado en
movimiento. En el instante en el que el cuerpo debe hacer este cambio de
estados de movimiento, debe vencer a esta fuerza estática (además de tener que
vencer la inercia del mismo). Una vez vencida, se habla de que la fricción que
existe cuando un cuerpo ya se encuentra en movimiento, es la fricción dinámica.
La fricción estática no es equivalente a la fricción dinámica. Normalmente, la
primera es más grande en magnitud que la segunda.
Leyes de
fricción
- La fuerza de fricción entre dos superficies se opone a su movimiento relativo o intento de movimiento
- Las fuerzas de fricción son independientes del área de contacto entre las superficies
- Para dos superficies que no exhiben un movimiento relativo, la fuerza de fricción estática es directamente proporcional a la reacción normal
Para dos
superficies que exhiben movimiento relativo, la fuerza de fricción dinámica es directamente
proporcional a la reacción normal y casi independiente de la velocidad relativa
entre las superficies.
Coeficientes de fricción
Para
poder estimar la magnitud de la fuerza de fricción (ya sea estática o dinámica)
se deben definir sus coeficientes (por ser coeficientes, carecen de unidades)
Una vez que éstos se conocen, encontrar la fuerza de fricción es muy fácil:
sólo debemos multiplicar la magnitud de la fuerza en la dirección del
movimiento por estos coeficientes y ya tendremos las magnitudes de las fuerzas
de fricción (recordando que dichas fuerzas de fricción siempre se opondrán a la
dirección de la fuerza que causa el movimiento).
El coeficiente de fricción estática se define como:
Así como
el coeficiente de fricción dinámica se define como:
Donde
es la fuerza de fricción estática y es la fuerza de fricción
dinámica R es la reacción normal.
Tanto us como ud dependen de las condiciones y de las características naturales de las superficies que se encuentran en contacto, pero no del área de contacto. Se tiene que los valores de estos coeficientes para el acero son de us = 0.8 y para el teflón, de us= 0.04. Si imaginamos dos superficies perfectamente suaves, entonces tendríamos que us =ud=0
Ventajas y desventajas de la fricción
Desventajas:
1. Desgata las piezas sin lubricación
2. Elimina el estado de inercia
3. Al ser una fuerza contraria a la fuerza ejercida cuesta arrastrar un objeto
4. Eleva la temperatura en mangueras para alta presión
Ventajas:
1. Gracias a ella puedes subir pendientes
2. Eleva la temperatura (estufa eléctrica)
3. Genera luz (ampolleta eléctrica)
1. Desgata las piezas sin lubricación
2. Elimina el estado de inercia
3. Al ser una fuerza contraria a la fuerza ejercida cuesta arrastrar un objeto
4. Eleva la temperatura en mangueras para alta presión
Ventajas:
1. Gracias a ella puedes subir pendientes
2. Eleva la temperatura (estufa eléctrica)
3. Genera luz (ampolleta eléctrica)
