FUERZAS DE FRICCIÓN 1
Páginas: 6 (1498 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2015
FUERZAS DE FRICCIÓN.
Consideremos un bloque apoyado en una superficie horizontal (Figura 1); como el
cuerpo está en reposo, las fuerzas que actúan tienen resultante nula, o sea su
peso está en equilibrio por la reacción normal de la superficie.
Figura 1.
Supongamos ahora que una persona empuja o tira del bloque con una fuerza F y
que el cuerpo continúa en reposo (Figura 2), entonces laresultante de las fuerzas
que actúan sobre el bloque siguen siendo nulas. Debe entonces existir una fuerza
que equilibra a F , este equilibrio se debe a una acción ejercida por la superficie
sobre el bloque y se denomina fuerza de fricción o rozamiento.
Figura 2
Ing. German Edgardo Pérez
1
La fuerza de rozamiento siempre se opone a la tendencia del movimiento de los
cuerpos sobre una superficiey se debe entre otras cosas a la existencia de
pequeñas irregularidades en las superficies que están en contacto.
FRICCIÓN ESTÁTICA.
En la figura 2 si aumentamos el valor de la fuerza F y vemos que el bloque sigue
en reposo podemos concluir que la fuerza de fricción f también se vuelve mayor
al aumentar la intensidad de F .
Esta fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque en reposose denomina
fuerza de fricción estática fe ó fS.
ROZAMIENTO ESTÁTICO MÁXIMO.
Al aumentar continuamente el valor F comprobamos que la fuerza de fricción
estática fs crecerá hasta un límite después del cual dejara de equilibrar a la fuerza
F , este valor de fS se denomina fuerza máxima de fricción estática fSM .
Cuando el valor de la fuerza F sobrepasa el valor de fSM el bloque comienza amoverse. La experiencia demuestra que fSM es proporcional a la compresión
normal que el bloque ejerce sobre la superficie, o sea cuanta más compresión se
ejerce sobre ella tanto mayor será el rozamiento estático máximo.
Como dicha compresión tiene un valor igual a la reacción normal (N) de la
superficie sobre el bloque podemos escribir que: fSM N.
La constante de proporcionalidad entre fSM y lanormal se representa por µS y se
denomina coeficiente de fricción estático.
Ing. German Edgardo Pérez
2
El valor de µS depende de la naturaleza de las superficies en contacto, de su
pulimento, de la presencia o ausencia de lubricantes entre ellas, etc.
→
=
FRICCIÓN CINÉTICA.
Supongamos que el valor de F se vuelve superior al de fSM en estas condiciones
el bloque estará enmovimiento, observemos entonces que la fuerza de fricción
sigue actuando sobre el cuerpo, oponiéndose siempre a su desplazamiento. Esta
fuerza de roce que actúa sobre el cuerpo en movimiento se denomina fuerza de
rozamiento cinética fC ó fK.
Figura 3.
Se puede comprobar que el valor de fK es menor que el valor de fSM; es decir el
valor de la fuerza de fricción disminuye cuando se inicia lemovimiento, el valor de
fK prácticamente es constante, independiente de la velocidad del cuerpo y
proporcional al valor de la compresión normar que el mismo ejerce sobre la
superficie.
→
=
Ing. German Edgardo Pérez
3
Siendo µK el coeficiente de fricción cinético entre el cuerpo y la superficie. El
valor de µK depende de los mismos factores que afectan a µS.
NOTAS:
1. En general µS > µKentonces fSM > fK
2. los valores de µS y µK son fraccionarios es decir: 0 < µS Λ µK < 1 (están
entre cero y uno) sin embargo pueden existir valores mayores a uno.
3. µS y µK son adimensionales, es decir no poseen unidades.
=
=
Ing. German Edgardo Pérez
4
ROZAMIENTO EN UN PLANO INCLINADO.
El plano inclinado es una máquina simple que consiste en unasuperficie plana
que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta
altura. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si
levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia
recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano
inclinado, hay que...
Consideremos un bloque apoyado en una superficie horizontal (Figura 1); como el
cuerpo está en reposo, las fuerzas que actúan tienen resultante nula, o sea su
peso está en equilibrio por la reacción normal de la superficie.
Figura 1.
Supongamos ahora que una persona empuja o tira del bloque con una fuerza F y
que el cuerpo continúa en reposo (Figura 2), entonces laresultante de las fuerzas
que actúan sobre el bloque siguen siendo nulas. Debe entonces existir una fuerza
que equilibra a F , este equilibrio se debe a una acción ejercida por la superficie
sobre el bloque y se denomina fuerza de fricción o rozamiento.
Figura 2
Ing. German Edgardo Pérez
1
La fuerza de rozamiento siempre se opone a la tendencia del movimiento de los
cuerpos sobre una superficiey se debe entre otras cosas a la existencia de
pequeñas irregularidades en las superficies que están en contacto.
FRICCIÓN ESTÁTICA.
En la figura 2 si aumentamos el valor de la fuerza F y vemos que el bloque sigue
en reposo podemos concluir que la fuerza de fricción f también se vuelve mayor
al aumentar la intensidad de F .
Esta fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque en reposose denomina
fuerza de fricción estática fe ó fS.
ROZAMIENTO ESTÁTICO MÁXIMO.
Al aumentar continuamente el valor F comprobamos que la fuerza de fricción
estática fs crecerá hasta un límite después del cual dejara de equilibrar a la fuerza
F , este valor de fS se denomina fuerza máxima de fricción estática fSM .
Cuando el valor de la fuerza F sobrepasa el valor de fSM el bloque comienza amoverse. La experiencia demuestra que fSM es proporcional a la compresión
normal que el bloque ejerce sobre la superficie, o sea cuanta más compresión se
ejerce sobre ella tanto mayor será el rozamiento estático máximo.
Como dicha compresión tiene un valor igual a la reacción normal (N) de la
superficie sobre el bloque podemos escribir que: fSM N.
La constante de proporcionalidad entre fSM y lanormal se representa por µS y se
denomina coeficiente de fricción estático.
Ing. German Edgardo Pérez
2
El valor de µS depende de la naturaleza de las superficies en contacto, de su
pulimento, de la presencia o ausencia de lubricantes entre ellas, etc.
→
=
FRICCIÓN CINÉTICA.
Supongamos que el valor de F se vuelve superior al de fSM en estas condiciones
el bloque estará enmovimiento, observemos entonces que la fuerza de fricción
sigue actuando sobre el cuerpo, oponiéndose siempre a su desplazamiento. Esta
fuerza de roce que actúa sobre el cuerpo en movimiento se denomina fuerza de
rozamiento cinética fC ó fK.
Figura 3.
Se puede comprobar que el valor de fK es menor que el valor de fSM; es decir el
valor de la fuerza de fricción disminuye cuando se inicia lemovimiento, el valor de
fK prácticamente es constante, independiente de la velocidad del cuerpo y
proporcional al valor de la compresión normar que el mismo ejerce sobre la
superficie.
→
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Ing. German Edgardo Pérez
3
Siendo µK el coeficiente de fricción cinético entre el cuerpo y la superficie. El
valor de µK depende de los mismos factores que afectan a µS.
NOTAS:
1. En general µS > µKentonces fSM > fK
2. los valores de µS y µK son fraccionarios es decir: 0 < µS Λ µK < 1 (están
entre cero y uno) sin embargo pueden existir valores mayores a uno.
3. µS y µK son adimensionales, es decir no poseen unidades.
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Ing. German Edgardo Pérez
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ROZAMIENTO EN UN PLANO INCLINADO.
El plano inclinado es una máquina simple que consiste en unasuperficie plana
que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta
altura. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si
levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia
recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano
inclinado, hay que...
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