Rozamiento

ROZAMIENTO

Introducción

En realidad, no existe superficies sin fricción perfectas. Cuando dos superficies estan en contacto, siempre se presentan fuerzas tangenciales, llamadas fuerzas de ROZAMIENTO O FRICCION,cuando se trata de mover una de las superficies con respecto a la otra.
Por otra parte, estas fuerzas de fricción están limitadas en manigtud y no impedirán el movimiento sise aplican fuerzas lo suficientemente grandes.Por tanto, la distinción entre superficies sin fricción y superficies rugosas es una cuestión de grado.

TIPOS DE ROZAMIENTO
Existen dos tipos de fricción:
la fricción seca, que algunas veces es llamada fricción de Coulomb, y la fricción de fluidos. La fricción de fluidos se desarrolla entre capas de fluidos que se mueven a difrentesvelocidades, y es de gran importancia en problemas que involucran el flujo de fluidos a través de tuberías y orificios o cuando se trabaja con cuerpos que están sumergfidos en fluidos en movimiento.Además, la fricción en fluidos también es básica en el análisis del movimiento de mecanismso lubricados. Este tipo de problemas se consideran en los libros de mecánica de fluidos.El presente estudio está limitadoa la fricción seca, esto es, a problemas que involucran cuerpos rígidos que estan en contacto a lo largo de superficies que no estan lubricadas.






Teoría del rozamiento. Coeficiente de fricción.
Vamos a ejemplificar mediante un experimento:
Un bloque de peso W se coloca sobre una superficie horizontal plana. Las fuerzas que actúan sobre el bloque son su peso W y lareacción de la superficie. Como el peso no tiene una componente horizontal, la reacción de la superficie tampoco la tiene; por lo tanto; la reacción es normal a la superficie y está representada por N Ahora, suponga que se aplica sobre el bloque una fuerza horizontal P. Si P es pequeña, el bloque no se moverá; por tanto, debe existir alguna otra fuerza horizontal que equilibre a P. Esta otrafuerza es la Fuerza de Fricción Estática F, la cual es en realidad la resultante de diversas fuerzas que actúan sobre toda la superficie de contacto entre el bloque y el plano. No se conoce con exactitud la naturaleza de estas fuerzas, pero generalmente se supone que las mismas se deben a irregularidades de las superficies en contacto y, en cierta medida, a la atracción molecular


Si seincrementa la fuerza P, también se incrementa la fuerza de friccion F, la cual continua oponiéndose a P, hasta que su magnitud alcanze un cierto valor máximo Fm; si P se incrementa aun mas, la fuerza de friccion ya no la puede equilibrar y el bloque comienza a deslizarse. En cuanto empieza a moverse el bloque la magnitud de F disminuye de Fm a un valor menor Fk. Lo anterior se debe a que existe unamenor interpenetración entre las irregularidades de las superficies en contacto cuando dichas superficies se mueven una con respecto a la otra. A partir del momento en que el bloque empieza a moverse, éste continúa deslizándose con una velocidad que va aumentando mientras que la fuerza de fricción, representada por Fk y denominada fuerza de fricción Cinética, permanece constante.

La evidenciaexperimental muestra que el máximo valor Fm de la fuerza de friccion estataica es propocrional a la componente normal N de la reacción de la superficie. Así, se tiene que
Fm= UsN
Donde Us es una constante llamada coeficiente de fricción estática. De forma similar, la magnitud Fk de la fuerza de fricción cinética puede expresarse de la siguiente forma:
Fk = UkN
Donde Uk es una constantedenominada coeficiente de fricción cinética. Los coeficientes de fricción Us y Uk no dependen del área de las superficies en contacto, sino que dependen en gran medida de la naturaleza del as superficies en contacto.Como dichos coeficientes también dependen de la condición exacta de las superficies, sus valores casi nunca se conocen con una precisión mayor a 5 por ciento.
En la siguiente tabla se...