Rozamiento
Páginas: 7 (1551 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2010
Rozamiento
Hasta ahora, las fuerzas que se han considerado se ejercían entre superficies perfectamente lisas o totalmente rugosas. Siempre que se hayan necesitado fuerzas tangenciales o de rozamiento, se ha supuesto que eran las necesarias para mantener el equilibrio. Esto corresponde al concepto de superficie totalmente rugosa. Sin embargo, ninguna superficie es totalmente rugosa al igual queninguna superficie es completamente lisa. En este capítulo se quiere identificar el origen y naturaleza de tales fuerzas tangenciales y cuantificar el concepto de rugosidad.
Las superficies completamente lisas o exentas de rozamiento constituyen un modelo útil para muchas situaciones. Ahora bien, en el contacto entre superficies reales siempre están presentes fuerzas de rozamiento que seejercen tangencialmente a las superficies. Que estas fuerzas de rozamiento sean grandes o pequeñas dependen de varias cosas, entre las que se encuentra el tipo de materiales en contacto. Las fuerzas de rozamiento se ejercen de manera que se oponen a la tendencia de las superficies en contacto a deslizar un respecto a otra y pueden resultar convenientes o nocivas. Sin el rozamiento, sería imposibleandar, montar en bicicleta, conducir un automóvil o recoger objetos. Incluso en ciertas aplicaciones de la maquinaria tales como los frenos y las correas de transmisión, una de las consideraciones en el proyecto es hacer máximo el rozamiento. En cambio, en otras aplicaciones de la maquinaria, el rozamiento es nocivo. El rozamiento origina pérdidas de energía y desgaste de las superficies de contactoque deslicen una sobre otra. En tales casos, una consideración primordial del proyecto es reducir al mínimo el rozamiento.
En la práctica de la ingeniería se encuentran corrientemente dos tipos principales de rozamiento: R. Seco y R. Fluido. Como su nombre lo indica, el R. Seco o de Coulomb describe la componente tangencial de la fuerza de contacto que existen cuando dos superficies secasdeslizan o tienden a deslizar una respecto a la otra. El R. de Coulomb constituye el principal objetico de este capítulo y se tratará con detalle más adelante.
El rozamiento fluido describe la componente tangencial de la fuerza de contacto que existe entre capas contiguas de un fluido que se mueven con velocidad relativa una respecto a otra, como sucede en la delgada capa de aceite existente entrelas superficies de un cojinete. Las fuerzas tangenciales que se ejercen entre dichas capas contiguas de un fluido se oponen a su movimiento relativo y dependen principalmente de la velocidad relativa entre las capas. El rozamiento fluido es uno de los temas más importantes que estudia la Mecánica de Fluidos y es más apropiado tratarlo en un curso de dicha materia.
Características delrozamiento de coulomb
Para investigar el comportamiento de las fuerzas de rozamiento, puede considerarse un experimento sencillo en el cual un bloque sólido de masa m descansa sobre una superficie horizontal rugosa y se halla sometido a una fuerza horizontal P. El equilibrio del bloque exige una fuerza que tenga tanto una componente normal (N=mg) como una componente horizontal o de rozamiento (f=p) queactúen sobre la superficie de contacto. Cuando la fuerza horizontal P sea nula no será necesaria ninguna fuerza horizontal F para que haya equilibrio y el rozamiento no ejercerá fuerza sobre la superficie. Al ir aumentando la fuerza P, también aumenta el rozamiento F, según se indica en la gráfica 9.2. Ahora bien la F. d Rozamiento no puede aumentar indefinidamente y llegará a alcanzar su valormáximo Fmax. Este valor máx recibe también el nombre de valor límite del rozamiento estático.
La condición en la que la fuerza de rozamiento tiene su valor máximo es la llamada condición de deslizamiento inminente. Es decir, cuando P crece por encima del punto P=FMax el rozamiento ya no puede proporcionar la fuerza necesaria para mantener el equilibrio. Por tanto, el bloque ya no estará en...
Hasta ahora, las fuerzas que se han considerado se ejercían entre superficies perfectamente lisas o totalmente rugosas. Siempre que se hayan necesitado fuerzas tangenciales o de rozamiento, se ha supuesto que eran las necesarias para mantener el equilibrio. Esto corresponde al concepto de superficie totalmente rugosa. Sin embargo, ninguna superficie es totalmente rugosa al igual queninguna superficie es completamente lisa. En este capítulo se quiere identificar el origen y naturaleza de tales fuerzas tangenciales y cuantificar el concepto de rugosidad.
Las superficies completamente lisas o exentas de rozamiento constituyen un modelo útil para muchas situaciones. Ahora bien, en el contacto entre superficies reales siempre están presentes fuerzas de rozamiento que seejercen tangencialmente a las superficies. Que estas fuerzas de rozamiento sean grandes o pequeñas dependen de varias cosas, entre las que se encuentra el tipo de materiales en contacto. Las fuerzas de rozamiento se ejercen de manera que se oponen a la tendencia de las superficies en contacto a deslizar un respecto a otra y pueden resultar convenientes o nocivas. Sin el rozamiento, sería imposibleandar, montar en bicicleta, conducir un automóvil o recoger objetos. Incluso en ciertas aplicaciones de la maquinaria tales como los frenos y las correas de transmisión, una de las consideraciones en el proyecto es hacer máximo el rozamiento. En cambio, en otras aplicaciones de la maquinaria, el rozamiento es nocivo. El rozamiento origina pérdidas de energía y desgaste de las superficies de contactoque deslicen una sobre otra. En tales casos, una consideración primordial del proyecto es reducir al mínimo el rozamiento.
En la práctica de la ingeniería se encuentran corrientemente dos tipos principales de rozamiento: R. Seco y R. Fluido. Como su nombre lo indica, el R. Seco o de Coulomb describe la componente tangencial de la fuerza de contacto que existen cuando dos superficies secasdeslizan o tienden a deslizar una respecto a la otra. El R. de Coulomb constituye el principal objetico de este capítulo y se tratará con detalle más adelante.
El rozamiento fluido describe la componente tangencial de la fuerza de contacto que existe entre capas contiguas de un fluido que se mueven con velocidad relativa una respecto a otra, como sucede en la delgada capa de aceite existente entrelas superficies de un cojinete. Las fuerzas tangenciales que se ejercen entre dichas capas contiguas de un fluido se oponen a su movimiento relativo y dependen principalmente de la velocidad relativa entre las capas. El rozamiento fluido es uno de los temas más importantes que estudia la Mecánica de Fluidos y es más apropiado tratarlo en un curso de dicha materia.
Características delrozamiento de coulomb
Para investigar el comportamiento de las fuerzas de rozamiento, puede considerarse un experimento sencillo en el cual un bloque sólido de masa m descansa sobre una superficie horizontal rugosa y se halla sometido a una fuerza horizontal P. El equilibrio del bloque exige una fuerza que tenga tanto una componente normal (N=mg) como una componente horizontal o de rozamiento (f=p) queactúen sobre la superficie de contacto. Cuando la fuerza horizontal P sea nula no será necesaria ninguna fuerza horizontal F para que haya equilibrio y el rozamiento no ejercerá fuerza sobre la superficie. Al ir aumentando la fuerza P, también aumenta el rozamiento F, según se indica en la gráfica 9.2. Ahora bien la F. d Rozamiento no puede aumentar indefinidamente y llegará a alcanzar su valormáximo Fmax. Este valor máx recibe también el nombre de valor límite del rozamiento estático.
La condición en la que la fuerza de rozamiento tiene su valor máximo es la llamada condición de deslizamiento inminente. Es decir, cuando P crece por encima del punto P=FMax el rozamiento ya no puede proporcionar la fuerza necesaria para mantener el equilibrio. Por tanto, el bloque ya no estará en...
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