Fuerza de rozamiento

Fuerza de rozamiento
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar(cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con laque empujamos, llegará unmomento en que superemos está fuerza de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover, tal como podemos observar en la animación que os mostramos aquí. Una vez que el cuerpo empieza a moverse,hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. Esta fuerza de rozamientodinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática.
La experiencia nos muestra que:
la fuerza de rozamiento entre doscuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cúal sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.
la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los doscuerpos, es decir:
Fr = ·N
donde  es lo que conocemos como coeficiente derozamiento.
Hay dos coeficientes de rozamiento: el estático, e, y el cinético, c, siendo el primero mayor que el segundo:
e > c




Tal y como estudiamos en el nivel anterior, el rozamiento es una fuerza que se opone al movimiento y que surge por el contacto de los cuerpos.
¿Imaginas un mundo sin rozamiento? No podríamos caminar y aunque nos pusiesemos en movimiento, según el principio deinercia, tan sólo podríamos parar a base de choques con otros cuerpos. Sería horroso y doloroso al mismo tiempo. Sin embargo, aunque se trata de una fuerza necesaria en ocasiones es la responsable de que ciertos sistemas pierdan eficiencia y su vida útil se reduzca considerablemente.
Leyes Clásicas del Rozamiento
Las leyes clásicas del rozamiento describen los factores de los que depende la fuerza derozamiento. Fueron enunciadas por Guillaume Amontons (1663-1705) y Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) y establecen que:
La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos es proporcional a la fuerza normal que ejerce un cuerpo sobre el otro.
La fuerza de rozamiento no depende del área de contacto de ambos cuerpos, aunque sí de la naturaleza de sus materiales.
La fuerza de rozamiento no depende de lavelocidad a la que se deslicen los cuerpos.
La fuerza de rozamiento tiene sentido opuesto al movimiento (a la velocidad).
Partiendo de estos factores, matemáticamente la fuerza de rozamiento se obtiene por medio de la siguiente expresión:
F⃗ r=−μ⋅N⋅u⃗ v
donde:
F⃗ r es la fuerza de rozamiento.
μ es el coeficiente de rozamiento. Se trata de un valor adimensional que depende de la naturaleza y deltratamiento de las sustancias que están en contacto.
N es el módulo de la fuerza normal.
u⃗ v es un vector unitario en la dirección y sentido del vector velocidad.
Observando la ecuación anterior, podemos concluir que su módulo es:
Fr=μ⋅N
Tipos de Fuerza de Rozamiento
Aunque podamos pensar que la fuerza de rozamiento es única, en realidad podemos distinguir dos tipos. Para entenderlo lo ilustraremoscon un ejemplo.
Imagina que comienzas a empujar un cuerpo y no consigues moverlo. A medida que comienzas a aumentar la fuerza que aplicas el cuerpo comienza a deslizar. Por tanto, podemos distinguir dos fases, una que se produce antes de empezar a moverse y otra cuando se encuentra en movimiento.
En la primera fase, aunque aplicas la fuerza, este no se mueve. Si no se mueve, la resultante de...