Friccion





Introducción

Cuando dos superficies están en contacto, siempre se presentan fuerzas tangenciales, llamadas “fuerzas de fricción”, cuando se trata de mover una de las superficies con respecto a la otra. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes. Por tanto, la distención entresuperficies sin fricción y superficies rugosas es una cuestión de grado. Esto estudiara con más detalle en el presente documento, el cual está dedicado al estudio de la fricción y a su aplicación en situaciones de ingeniería.
Existen dos tipos de fricción:
La fricción seca; algunas veces llamada fricción de Coulomb.
La fricción de fluidos; la fricción de fluidos se desarrolla entre capas de fluidoque se mueven a diferentes velocidades, y es de gran importancia en problemas que involucran el flujo de fluidos a través de tuberías y orificios o cuando se trabaja con cuerpos que están sumergidos en fluidos en movimiento.
El presente documento solo está enfocado a la “Fricción Seca”, esto es a problemas que involucran cuerpos rígidos que están en contacto a lo largo de superficies que noestán lubricadas.













Leyes de Fricción Seca
Las leyes de fricción seca se pueden ejemplificar mediante el siguiente experimento. Un bloque de peso W se coloca sobre una superficie horizontal plana. Las fuerzas que actúan sobre el son su peso W y la reacción de la superficie. La reacción normal de la superficie está representada por N. supóngase que se aplica una fuerzahorizontal P sobre el bloque, por lo tanto, debe existir una fuerza horizontal que equilibre a P, la cual se llama fuerza de Fricción Estática F, la cual es en realidad la resultante de diversas fuerzas que actúan sobre toda la superficie de contacto entre el bloque y el plano.
Si se incrementa la fuerza P, también se incrementa la fuerza de fricción F, la cual continúa oponiéndose a P, hasta que sumagnitud alcanza cierto valor máximo Fm. Si P se incrementa aún más, la fuerza de fricción ya no la puede equilibrar y el bloque comienza a deslizarse. En cuanto empieza a moverse el bloque, la magnitud de F disminuye de Fm a un valor menos de Fk. A partir del momento en que el bloque empieza a moverse, éste continúa deslizándose con una velocidad que va aumentando mientras la fuerza de fricción,representada por Fk y denominada fuerza de fricción cinética, permanece constante.
El máximo valor de Fm de la fuerza de fricción estática es proporcional a la competencia normal N de la reacción de la superficie. Así que se tiene:
Fm=μsN 
Donde μs es una constante llamada coeficiente de fricción estática. De forma similar, la magnitud de Fk de la fuerza de fricción cinética puede expresarse: Fk=μkN 
Donde μs es una constante denominada coeficiente de fricción cinética. 

Con base a la descripción que se expuso en los párrafos anteriores es posible afirmar que pueden ocurrir cuatro situaciones diferentes cuando un cuerpo rígido está en contacto con una superficie horizontal:
Las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo no tienden a moverlo a lo largo de la superficie de contacto, por tanto nohay fuerza de fricción. 
Las fuerzas aplicadas tienden a mover al cuerpo a lo largo de la superficie de contacto, pero no son lo suficientemente grandes para ponerlo en movimiento. 
Las fuerzas aplicadas hacen que el cuerpo esté a punto de comenzar a deslizarse, en este momento se dice que el movimiento es inminente. 
El cuerpo se desliza bajo la acción de las fuerzas aplicadas y ya no sepueden aplicar las ecuaciones de equilibrio. El sentido de Fk es opuesto al sentido del movimiento. 

Rozamiento
En el rozamiento entre dos cuerpos se ha observado los siguientes hechos:
La fuerza de rozamiento tiene dirección paralela a la superficie de apoyo.
El coeficiente de rozamiento depende exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se...