Leyes de coulomb para el rozamiento

LEYES DE COULOMB PARA EL ROZAMIENTO
El rozamiento entre dos superficies en contacto ha sido aprovechado por nuestros antepasados más remotos para hacer fuego frotando maderas. En nuestra época, el rozamiento tiene una gran importancia económica, se estima que si se le prestase mayor atención se podría ahorrar muchísima energía y recursos económicos.
Históricamente, el estudio del rozamientocomienza con Leonardo da Vinci que dedujo las leyes que gobiernan el movimiento de un bloque rectangular que desliza sobre una superficie plana. Sin embargo, este estudio pasó desapercibido.
En el siglo XVII Guillaume Amontons, físico francés, redescubrió las leyes del rozamiento estudiando el deslizamiento seco de dos superficies planas. Las conclusiones de Amontons son esencialmente las queestudiamos en los libros de Física General:
* La fuerza de rozamiento se opone al movimiento de un bloque que desliza sobre un plano.
* La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el bloque.
* La fuerza de rozamiento no depende del área aparente de contacto.
El científico francés COULOMB añadió una propiedad más
Una vez empezado el movimiento, lafuerza de rozamiento es independiente de la velocidad.
 La cual se volvió de gran importancia para la comprensión correcta del rozamiento.
NOTA IMPORTANTE
La ley de Coulomb del rozamiento, establecida por Coulomb experimentalmente en 1781,  establece que la fuerza de rozamiento máxima (FRmax) que puede existir entre dos cuerpos en contacto es directamente proporcional al valor de la fuerzanormal (N) de contacto entre ellos. La constante de proporcionalidad es el  coeficiente de rozamiento al deslizamiento (m).
 

 
Coulomb estableció experimentalmente que dicha fuerza de rozamiento máxima es esencialmente independiente de la magnitud del área de contacto.

Explicación del origen del rozamiento por contacto
La mayoría de las superficies, aun las que se consideran pulidas sonextremadamente rugosas a escala microscópica. Los picos de las dos superficies que se ponen en contacto determinan el área real de contacto que es una pequeña proporción del área aparente de contacto (el área de la base del bloque). El área real de contacto aumenta cuando aumenta la presión (la fuerza normal) ya que los picos se deforman.
Los metales tienden a soldarse en frío, debido a las fuerzasde atracción que ligan a las moléculas de una superficie con las moléculas de la otra. Estas soldaduras tienen que romperse para que el deslizamiento se produzca. Además, existe siempre la incrustación de los picos con los valles. Este es el origen del rozamiento estático.
Cuando el bloque desliza sobre el plano, las soldaduras en frío se rompen y se rehacen constantemente. Pero la cantidad desoldaduras que haya en cualquier momento se reduce por debajo del valor estático, de modo que el coeficiente de rozamiento cinético es menor que el coeficiente de rozamiento estático.
Finalmente, la presencia de aceite o de grasa en las superficies en contacto evita las soldaduras al revestirlas de un material inerte.
La explicación de que la fuerza de rozamiento es independiente del área de lasuperficie aparente de contacto es la siguiente:

En la figura, la superficie más pequeña de un bloque está situada sobre un plano. En el dibujo situado arriba, vemos un esquema de lo que se vería al microscopio: grandes deformaciones de los picos de las dos superficies que están en contacto. Por cada unidad de superficie del bloque, el área de contacto real es relativamente grande (aunque esta esuna pequeña fracción de la superficie aparente de contacto, es decir, el área de la base del bloque).
 bloque).

En la figura, la superficie más grande del bloque está situada sobre el plano. El dibujo muestra ahora que las deformaciones de los picos en contacto son ahora más pequeñas por que la presión es más pequeña. Por tanto, un área relativamente más pequeña está en contacto real por...