Friccion seca

Fricción Seca:
La teoría de fricción seca puede explicarse mejor considerando los efectos de jalar horizontalmente un bloque de peso uniforme W, que se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal rugosa; ver figura (a).Para comprender la naturaleza de esta fricción, es necesario considerar que las superficies en contacto son no rígidas o deformables. La otra parte del bloque, sinembargo, se considera rígida. Como se muestra en el diagrama del cuerpo rígido del bloque, ver figura (b), el primer piso distribuye tanto fuerza normal delta “N” subíndice “n” como fuerza de friccional delta “F” subíndice “n” a lo largo de la superficie de contacto. Las fuerzas normales deben de actuar hacia arriba para equilibrar el peso W del bloque, y las fuerzas de fricción deben actuar a laizquierda para evitar que la fuerza aplicada P mueva el bloque hacia la derecha. Un análisis cercano de las superficies en contacto entre el piso y el bloque revela cómo se desarrollan dichas fuerzas fricciónales; ver figura (c). Como puede apreciarse, existen muchas irregularidades microscópicas entre las dos superficies, por lo tanto, las fuerzas reactivas delta “R” subíndice “n” se desarrollan encada una de las protuberancias. Estas fuerzas actúan en todos los puntos de contacto y, como se muestra, cada fuerza reactiva contribuye tanto con una componente friccional delta “F” subíndice “n” como con una componente normal delta “N” subíndice “n”.
Características de fricción seca:
1. La fuerza friccional actúa en forma tangente a las superficies en forma tangente a las superficies en contactocon una dirección opuesta al movimiento relativo, o tendencia a este, de una superficie contra otra.
2. La magnitud de la fuerza friccional estática máxima F subíndice “s” que puede desarrollarse es independiente del área de contacto, siempre y cuando la presión normal no sea muy baja ni lo suficientemente alta para deformar severamente o romper las superficies en contacto de los cuerpos.
3. Lamagnitud de la fuerza friccional estática máxima generalmente es mayor que la magnitud de la fuerza friccional cinética para cualquier par de superficies de contacto. Sin embargo, si uno de los cuerpos se está moviendo con una velocidad muy baja sobre la superficie del otro, “F” sub índice “k” se vuelve aproximadamente igual a “F” subíndice “s” es decir, mi subíndice “s” es relativo a mi subíndice“k”.
4. Cuando está a punto de presentarse un deslizamiento en la superficie de contacto, la magnitud de la máxima fuerza friccional estática es proporcional a la de la fuerza normal, de tal forma que “F” subíndice “s” es igual a mi subíndice”s” multiplicado por “N”.
5. Cuando es una superficie de contacto se presenta deslizamiento, la magnitud de la fuerza friccional cinética es proporcional ala de la fuerza normal, de tal manera que “F” sub índice “k” es igual a mi subíndice “k” multiplicado por “N”.
ANGULOS DE FRICCION
Algunas veces es conveniente reemplazar la fuerza normal N y la fuerza de fricción F por su resultante. Considérese nuevamente un bloque de peso W que descansa sobre una superficie horizontal plana. Si no se aplica una fuerza horizontal al bloque, la resultante R sereduce la fuerza normal N. Sin embargo, si la fuerza aplicada Px tiene una componente horizontal F y, tiende a mover el bloque, la fuerza R tendrá una componente horizontal F y, por lo tanto, formara un Angulo ø con la perpendicular a la superficie. Si se incrementa Px hasta que el movimiento se vuelva inminente, el ángulo entre R y la vertical aumenta y alcanza un valor máximo. Este valor recibeel nombre de ángulo de fricción estática y se representa por øs.
tan øs = µs
Si en realidad llega a ocurrir el movimiento, la magnitud de la fuerza de fricción decae a Fk; similarmente, el ángulo ø entre R y N decae a un valor menor øk, denominado ángulo de fricción cinética.
tan øk = µk
PROBLEMAS QUE INVOLUCRAN FRICION SECA
En muchas aplicaciones ingenieriles se encuentran problemas que...