Friccion

Siempre que se quiere desplazar un cuerpo que está en contacto con otro se presenta una fuerza llamada fricción que se opone en su deslizamiento.
La fricción es una fuerza tangencial, paralela a las superficies que están en contacto. Existen dos clases de fuerzas de fricción: estática y dinámica o de movimiento.
La fuerza de fricción estática es la reacción que presenta un cuerpo en reposooponiéndose a su deslizamiento sobre otra superficie.
La fuerza de fricción dinámica tiene un valor igual a la que se requiere aplicar para que un cuerpo se deslice a velocidad constante sobre otro.
La fuerza de fricción estática será en cualquier situación un poco mayor que la de fricción dinámica, ya que se requiere aplicar más fuerza para lograr que un cuerpo inicie su movimiento, que lanecesaria para que lo conserve después a velocidad constante.



Un experimento sencillo para estudiar las características de la fricción consiste en colocar sobre una mesa horizontal un bloque de peso conocido, al cual se le ata un hilo, mismo que tiene en su otro extremo un dinamómetro como se ve en la figura anterior.
Se jala poco a poco el dinamómetro y se observa que la fuerza aplicadapor la mano va aumentando hasta que llega un momento en que se incrementa un poco más, el bloque comenzará a deslizarse sobre la superficie. Por lo tanto observamos que la fuerza de fricción estática no es constante, sino a medida que jalamos el cuerpo aumenta. La fuerza máxima estática (Fme) se alcanza un instante antes de que el cuerpo inicie su deslizamiento.
Si le colocamos al bloque una pesaencima, cuyo valor sea igual al peso del bloque, tendremos que al aumentar el peso se ejercerá sobre la mesa una mayor acción y como reacción, el valor de la normal (N) será igual al peso del bloque más el de la pesa. Si ahora jalamos nuevamente el sistema bloque-pesa se observará que el dinamómetro señala una fuerza máxima estática al doble que cuando tenía al bloque solo. Si se triplica el pesodel bloque la normal también se triplicará y la fuerza máxima estática registrada en el dinamómetro señalará el triple.
Por lo anterior, podemos concluir que la fuerza máxima estática (Fme) es directamente proporcional a la fuerza normal que tiende a mantener unidas ambas superficies debido al peso donde: Fme α N, que escrito en forma de ecuación nos queda:

Fme = μeN.

Donde Fme = Fuerzamáxima de fricción estática en Newtons (N).
N = Fuerza normal que tiende a mantener unidas las superficies en contacto debido al peso en Newtons (N).
μe = Constante de proporcionalidad llamada coeficiente de fricción estático, sin unidades.

Si de la ecuación anterior despejamos μe tenemos;
μe = Fme/N. (adimensional).
Por definición el coeficiente de fricción estático es la relación entrela fuerza máxima de fricción estática y la normal. Como se observa, es adimensional, o sea que carece de unidades, ya que es el resultado de dividir 2 fuerzas.
Para estudiar ahora la fuerza de fricción dinámica (Fd) le quitamos las pesas al bloque a fin de registrar la fuerza que se necesita para moverlo con velocidad constante. Observaremos que la fuerza de fricción dinámica actuará siempreen la misma dirección pero en sentido contrario al movimiento del bloque, 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 que se mantiene constante, independientemente de que la velocidad sea grande o pequeña. Si se aumenta el peso del bloque al doble y al triple seobserva también que la fuerza de fricción dinámica es directamente proporcional a la normal entre las superficies, por lo que puede escribirse:

Fd = μdN
donde: Fd = fuerza de fricción dinámica en Newtons (N).
N = fuerza normal entre las superficies debido al peso en Newtons. (N)
μd = coeficiente de fricción dinámico, sin unidades.
Al despejar μd tenemos:
μd = Fd/N (adimensional).
Por...