fisica

3.6 FRICCIÓN
La experiencia nos enseña que si tratamos de mover un mueble pesado, al comienzo no se mueve.
Conforme incrementamos la fuerza va a llegar un momento en que el mueble entrará en
movimiento. La única explicación de porqué al comienzo no podemos mover el mueble, es porque
existe una fuerza que actúa sobre el mueble y que se opone a la fuerza que ejercemos. A esta fuerza
lallamaremos fricción. También sabemos que si estamos moviendo el mueble y dejamos de
empujarlo, ésta se detendrá muy pronto. La única explicación es que la fricción lo ha detenido.
La fricción es una fuerza que surge de la interacción de dos superficies en contacto. Su origen reside
en las fuerzas eléctricas de atracción entre átomos de ambas superficies. Esta fuerza tiene ciertas
propiedadesgenerales muy curiosas:
1. Se opone al movimiento relativo de ambas superficies en contacto o a cualquier tendencia de
movimiento de una superficie respecto de la otra.
2. Es independiente del área de las superficies en contacto.
3. Se necesita que exista la normal entre ambas superficies.
4. Depende del estado de cada una de las superficies.
5. Existe dos comportamientos distintos dependiendo desi las superficies en contacto están o no
en movimiento relativo una respecto de la otra.
Fricción estática
La fricción estática surge cuando entre las dos superficies en contacto no hay movimiento relativo.
Esto no quiere decir que ambas superficies no puedan estar moviéndose. Si se mueven, ambas se
mueven con la misma velocidad.
La fricción estática es una fuerza variable que sólo toma elvalor necesario y suficiente para
garantizar que entre ambas superficies en contacto NO HAY movimiento relativo entre ellas. La
fricción estática toma valores que van desde cero hasta su valor máximo, que es igual a un
coeficiente sin dimensiones físicas por el valor de la normal entre ambas superficies (est N). A este
coeficiente se le llama el coeficiente de rozamiento estático y esconstante para una superficie en
cierto estado que se encuentra en contacto con otra superficie. Si el estado de una de las superficies
cambia porque la lijamos, el coeficiente debe de cambiar.
F M fr
Introducción a la Física Universitaria Dinámica de la partícula
Fricción cinética
La fricción cinética surge cuando entre las dos superficies en contacto hay movimiento relativo
entre ellas. Esto noquiere decir que ambas superficies necesariamente se están moviendo. Es
suficiente que una de ellas se mueva respecto de la otra. Si ambas se mueven, no pueden tener la
misma velocidad.
La fricción cinética es una fuerza constante cuyo valor siempre es igual a cin N, donde el
coeficiente tampoco tiene dimensiones y casi siempre es menor que est. A este coeficiente (cin) se
le llamacoeficiente de rozamiento cinético. Al igual que el coeficiente de rozamiento estático, es
constante para una superficie que se encuentra en contacto con otra superficie. Si el estado de una
de las superficies cambia porque la lijamos, por ejemplo, el coeficiente también debe de cambiar.
Los coeficientes de rozamiento, tanto el estático como el cinético son calculados
experimentalmente. No existeningún modelo matemático que nos permita calcular su valor.
PROBLEMAS RESUELTOS
1. En la figura hallar la reacción del piso sobre el bloque y la aceleración del bloque si suponemos
que los coeficientes de fricción son: μest = 0,6 y μcin = 0,4.
SOLUCIÓN
Hagamos el DCL de la masa
Colocamos un sistema de referencia
Como el enunciado no nos dice que el bloque se está moviendo, tenemos que verificarsi es que
se puede vencer la fuerza de rozamiento estática máxima.
3 kg 50 N
y
x
3 kg
N 29,4 N
50 N
fr
3 kg 50 N
Introducción a la Física Universitaria Dinámica de la partícula
La normal vale 29,4 N. Si la multiplicamos por el coeficiente de rozamiento estático
obtenemos 17,64 N. Como podemos observar, dicho valor es mucho menor que los 50 N de la
fuerza horizontal. Por lo tanto el...