Friccion

LEYES DE FRICCION SECA, COEFICIENTES DEFRICCION.
Considérese las figuras siguientes:

En la figura a; se tiene un bloque de peso w, sobre una superficie horizontal, la fuerza que actúa sobre él es su propio peso, por lo tanto debido a esa acción, y como no hay ninguna fuerza actuando horizontalmente, la reacción es solamente en la misma dirección del peso w y en sentido opuesto, dichafracción es la fuerza normal a la superficie y se representa por N. Analizando a figura b; que es lo mismo que la figura a solo que ahora se aplica sobre el bloque de peso w, una fuerza horizontal ¨p¨ y este no se mueve lo que quiere decir que existe una fuerza también horizontal que la esta equilibrando, la cual se llama FURZA DE FRICCION ESTATICA, (que permanece en un cierto rango de valores desde cerohasta que es vencida). Esta fuerza de fricción estática es posible que se deba a las irregularidades de las superficies que penetran de una a otra y a la atracción molecular. Si el valor de la fuerza ¨p¨ aplicada se incrementa gradualmente llegara el momento en que el bloque empezara su movimiento, ya no podrá mantener el equilibrio del bloque, en ese momento la fricción alcanza su máximo valorFm .Después de iniciado el movimiento el valor de la fricción decae ligeramente hasta un valor Fk, esto debido a que por el movimiento la interpenetración entre las irregularidades de las superficies es menor.
A Fk se le llama, fuerza de FRICCION CENIETICA.Si la fuerza ¨p¨ después de iniciado el movimiento y que el bloque haya alcanzado cierta velocidad, se suspende, el boque alcanzaranuevamente su equilibrio y así se prueba también que si la fricción no existiera, después de iniciado el movimiento el bloque nunca pararía.

La siguiente grafica muestra el comportamiento de la FUERZA DE FRICCION, según la explicación anterior de acuerdo a la aplicación de la fuerza ¨P¨.

Experimentalmente se ha observado que el valor máximo de la fuerza de fricción estática Fm es proporcional a lacomponente normal N de la reacción en la superficie y así se tiene:
Fm=Ms.N
Us: coeficiente de fricción estática de manera similar;
Fk=Mk.N
Donde:
Uk=coeficiente de fricción cinética.
Us y Uk dependen de la naturaleza del material y de la condición exacta de las superficies. Cabe aclarar que al aplicar la fuerza ¨p¨ en el bloque, el punto de aplicación A de la fuerza normal N mueve a laderecha permitiendo que los pares W-N y F-N se equilibren. Bajo esta situación se (A) alcanza el punto Bantes de que F sea máxima, el movimiento no se da y el bloque vuelca.

En la siguiente tabla se muestran algunos valores aproximados de los coeficientes de fricción estática de algunas superficies secas. El valor del coeficiente de fricción cinético es aproximadamente 25% menor a la de esta tabla.Existen cuatro situaciones diferentes que pueden ocurrir al estar un cuerpo rígido en contacto con una superficie.

1)No hay fuerza de fricción debido a la forma de aplicar P.

2)No hay movimiento porque P no es suficientemente grande para vencer la fuerza de fricción máxima, entonces F se calcula con el equilibrio de cuerpo rígido, no se puede utilizar Fm=Us.N para determinar la fricción.3)Movimiento a punto de comenzar (movimiento inminente) la fricciónalcanza su valor máximo Fm y junto con N, equilibran las fuerzasaplicadas. Se pueden aplicar las ecuaciones de equilibrio y tambiénFm=Us.N.F tiene sentido opuesto al del movimiento inminente.

4)El cuerpo se desliza (se pone en movimiento) y no se pueden aplicar lasecuaciones de equilibrio, pero F=Fk y se utiliza Fk=Uk.Nsabiendotambién que Fk es siempre opuesta al sentido de movimiento.

PROBLEMAS QUE INVOLUCRANFRICCION SECA.
Son todos aquellos mecanismos y maquinas tales como cuñas, tornillos, chumaceras, cojinetes de empuje y transmisiones de banda. Los procedimientos usados son los utilizados con partícula, si el movimiento es solo translación o los de cuerpo rígido si hay rotación y si es una estructura...