friccion seca

Estática











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Fricción
Objetivos




•   Introducir el concepto de fricción en seco
•   Aplicaciones específicas de fuerzas de fricción sobre
cuñas, tornillos, cintas y soportes de barras
•   Investigar el concepto de resistencia al rodamiento
Índice




1. Características de la fricción en seco
2. Problemas con fricción en seco
3.Fuerzas de fricción sobre cuñas
4. Fuerzas de frición sobre tornillos
5. Fuerzas de frición sobre cintas
6. Fuerzas de fricción sobre soportes de barras,
pasadores, articulaciones y discos
7.   Fruerzas de fricción sobre cojinetes
8.   Resistencia al rodamiento
8.1 Características de la fricción




Fricción
• Es la fuerza que resiste el movimiento de dos
superficies en contacto que deslizan una sobre otra.• Actúan tangente a la surperficie en los puntos de
contacto de los dos cuerpos.
• Se opone al movimiento o posible movimiento relativo
a los puntos de contacto.
• Existen dos tipos de fricción – lubricada y seca o de
Coulomb (fue el primero que las estudió en 1781).
8.1 Características de la fricción
seca


• La fricción lubricada existe cuando la superficie decontacto está separada por una película de fuido (gas
o líquido)
– Depende de la velocidad del fluido y de su
capacidad para resistir duerzas de corte o cizalla.


La fricción de Coulomb ocurre
entre las superficies de contacto
entre los cuerpos en usencia de
un fluido lubricante
8.1 Características de la fricción
seca


Teoría de la fricción seca
Considere el efecto causado al tirar horizontalmentede un bloque de peso uniforme W que descansa
sobre una superficie rugosa. Consideremos que las superficies de contacto son no
rígidas, esto es deformable, siendo el resto del bloque
rígido.
8.1 Características de la fricción seca


Teoría de la fricción seca
La fuerza normal ∆Nn y la de fricción ∆Fn actúan a lo largo de la superficie
de contacto.En el equilibrio, las fuerzas normales actúan hacia arriba para balancear el peso del bloque W; las
fuerzas de fricción actúan hacia la izquierda para oponerse al movimiento del bloque por la fuerza P.

Existen muchas irregularidades microscópicas entre las dos superficies bloque-suelo
Las reacciones que se producen en cada protuberancia las denotamos por ∆Rn. Cada reacción se puede descomponer en una componente de fricción ∆Fn y una normal ∆NnTeoría de la fricción seca
Equilibrio
El efecto total de las fuerzas de fricción y normales se indican por sus resultantes N y F
La distribución de ∆Fn indica que F es tangente a la superficie de contacto y opuesta en la dirección de P
La fuerza normal N se determina de la distribución de las ∆Nn
N está dirigida hacia arriba, para equilibrar el peso  WN actúa a cierta distancia x a la derecha de la línea de
acción de W
Esta localización es el centroide o el centro geométrico del diagrama de cargas, de manera que
aplicada en ese punto, equilibra el efecto de “inclinación o volcado” causado por P

Movimiento inminente
Cuando P se incrementa lentamente , F aumenta  de manera similar hasta que toma un valor máximo FS,
llamado el límite de fuerza estática de fricción.Este límite de fricción estática Fs es directamente proporcional a la fuerza resultante normal N Fs = μsN
La constante of proporcionalidad μs se conoce como el coeficiente de fricción estática
El ángulo Φs que Fs forma con N se llama ángulo de fricción estática −1 F s N = tan−1 μ s N N = tan−1 μ s



Valores típicos de μs




Materiales en contacto Coeficiente de fricción estát μsMetal sobre hielo 0.03 – 0.05


Madera sobre madera 0.30 – 0.70


Cuero sobre madera 0.20 – 0.50


Cuero sobre sobre metal 0.30 – 0.60


Aluminio sobre aluminio 1.10 – 1.70
8.1 Características de la fricción
seca


Teoría de la fricción seca
Movimiento
Cuando P es mayor que Fs, la fuerza de fricción toma un valor que es ligéramente menor que Fs, llamada...