Angulos de fricción

Ángulos de fricción. A veces resulta conveniente reemplazar la fuerza normal N y la fuerza de fricción F por su resultante R. Consideremos de nuevo un bloque de peso W que descansa sobre unasuperficie horizontal plana. Si no se aplica ninguna fuerza horizontal sobre el bloque, la resultante R coincide con la fuerza normal N (Fig. 8.3a).

Pero si la fuerza aplicada, P tiene una componentehorizontal Px que tiende a mover al bloque, la fuerza R tendrá un¡ componente horizontal F por lo que formará, cierto ángulo con l< vertical (Fig. 8.3b).

Si P se incrementa hasta que el movimiento seainminente, el ángulo entre R y la vertical crece hasta alcanzar un valor máximo (Fig. 8.3c).

A este valor se le llama ángulo de fricción estática y se le denota por Φs. A partir de la geometría dela figura 8.3c notamos que

Si el bloque comienza a moverse, la magnitud de la fuerza de fricción cambia súbitamente a Fk; de la misma manera el ángulo entre R y N cambia y adquiere un valor máspequeño por Φk llamado ángulo de fricción cinética (Fig. S.3d).

Según la geometría de la figura S.3d tenemos

Otro ejemplo ilustrará las ventajas del uso del ángulo de fricción en el análisis decierto tipo de problemas. Consideremos un bloque que descansa sobre una tabla que puede inclinarse formando cualquier ángulo. El bloque está sujeto sólo a la fuerza de reacción R de la tabla y a supropio peso W. Si la tabla se haya en posición horizontal, la fuerza R ejercida por la tabla sobre el bloque es perpendicular a la tabla y contrarresta al peso W (Fig. 8Aa). Si la tabla se encuentrainclinada un ángulo pequeño θ, la fuerza R se desvía de la perpendicular a la tabla un ángulo e y sigue contrarrestando a W (Fig. 8.4b); por lo tanto, tendrá una componente normal N de magnitud N = W cos θy una componente tangencial F de magnitud F = W sen θ. Si seguimos incrementando el ángulo de inclinación llegará el momento en que el movimiento sea inminente. En ese momento el ángulo que forma R...