Fricci N


TRabajo final
Fricción de solidos a nivel microscópico.


Introducción
Casi desde que empezamos nuestro estudio sobre física, específicamente en el área de mecánica, se nos introduce a la fricción como parte esencial de la estática y la dinámica. Aprendemos ecuaciones, así como la manera correcta de aplicarlas y las implicaciones que estas tienen sobre los cuerpos en movimiento que estamosestudiando. Se nos habla de constantes, de que cada material posee un coeficiente de fricción diferente y que este se relaciona con la fuerza normal de la superficie en algo que llamamos fuerza de fricción.
Aún ahora en el curso, repasamos estos conceptos y conocemos su origen un poco mejor que antes. Sin embargo, la verdadera naturaleza de la fricción entre los sólidos, ya sea estática o cinética, nonos ha sido explicada en ninguna etapa de la educación pública. No conocemos que es “lo que realmente pasa” entre las superficies de dos materiales cuando se pretende iniciar el movimiento de uno en contacto con el otro.
Para los Físicos es sumamente importante entender todos los fenómenos que se estudian, más allá de saber manejar e interpretar las ecuaciones matemáticas que los representan enel pizarrón. De esta manera, pueden expresar sus investigaciones y conclusiones de manera tanto sus colegas como el público en general lo entiendan.
Es por eso que he decidido investigar sobre un tema cuyos detalles han sido un misterio a lo largo de mi educación. Trataré de encontrar qué es lo que pasa a nivel microscópico cuando se presenta una fuerza de fricción entre dos materiales y cómo esque se ha llegado (o no) a esas conclusiones.


La naturaleza de la fricción
A lo largo de todos mis cursos de Física he aprendido que casi siempre hay fricción cuando se presenta movimiento en cualquier lugar. Aunque a veces dentro de los problemas no la tomamos en cuenta, o sólo consideramos algunos objetos que causan fricción, sabemos que en “la vida real” existe fricción entre todo lo queinteractúe con un móvil. Esta fricción hace que el avance del móvil en la dirección de su velocidad se dificulte un poco ya que la fuerza de fricción, va siempre en sentido opuesto al que el móvil “pretende” moverse.
Conocemos las dos facetas de este impedimento al movimiento: La fuerza de fricción estática, que se opone a que un objeto empiece a moverse y la fuerza de fricción cinética que actúacuando ya se ha empezado el movimiento.
Como ya se ha dicho anteriormente, la fricción proviene de diferentes fuentes al estudiarse un móvil, dependiendo del entorno, puede tratarse del aire, el agua, la superficie de contacto, otro móvil o cualquier otra cosa que interactúe con el objeto. Esta vez, sin embargo, nos centraremos solamente en la fuerza de fricción provocada por los objetos sólidos,dejando fuera fluidos y otros estados que puede tomar la materia.
Volviendo a los tipos de fuerzas de fricción, podemos indicar que tanto la fuerza de fricción estática como la cinética se calculan tomando en cuenta coeficientes de fricción. Estos coeficientes son únicos en cada material y están relacionados directamente con su composición y sus propiedades físicas. Cada material tiene tanto uncoeficiente de fricción cinética como uno de fricción estática. Se tiende a pensar que el coeficiente de fricción estática es mayor al de fricción cinética. Intuitivamente parece bastante evidente: nos es complicado empezar a mover un objeto en reposo, pero una vez que hemos logrado hacer que se mueva es mucho más sencillo mantenerlo en ese estado. Si queremos profundizar en el tema podemos remitirnosa lo que nos dice Douglas Giancoli (2006), en la que menciona que a nivel microscópico, las fuerzas eléctricas de atracción de los átomos en la superficie de cada material empiezan a enlazarse, creando lo que son llamadas “Micro-soldaduras”. Dicho fenómeno sólo ocurre cuando nos referimos a la fuerza de fricción estática, ya que al empezar el movimiento, estás micro-soldaduras desaparecen. Algo...