Ley de rozamiento entre sólidos

FUERZAS DISIPATIVAS
ROZAMIENTO ENTRE SOLIDOS

INTRODUCCIÓN

La fuerza de rozamiento es una fuerza de resistencia al movimiento relativo de dos cuerpos en contacto. Un sólido que reposa sobre una superficie plana y horizontal está sometido a una reacción normal a la superficie que equilibra su fuerza peso; al aplicarle una fuerza horizontal creciente en intensidad, el cuerpo está en reposopues tal fuerza queda equilibrada por una reacción tangencial del plano sobre el cuerpo; aumentando la intensidad de dicha fuerza, llega un instante en que el sólido empieza a deslizarse sobre la superficie: la resistencia de la superficie en este momento es proporcional a la reacción normal siendo µe el coeficiente de proporcionalidad, también llamado, coeficiente de rozamiento estático. Poranalogía la fuerza de resistencia en este punto también lleva el nombre de fuerza de rozamiento estática.
Si se supone que el movimiento ya está iniciado, se tiene que el rozamiento es también proporcional a la fuerza normal, pero el coeficiente de proporcionalidad µd, en este caso de rozamiento dinámico, es menor que el estático. Por tanto el rozamiento en el instante en que se inicia el movimientoes mayor que el valor que alcanza una vez que el movimiento está establecido.

1. OBJETIVO GENERAL

Analizar las fuerzas de rozamiento tanto dinámica como estática apoyándose de las leyes de la dinámica y la relación entre fuerza de roce y la normal, además de identificar las variaciones al alterar la masa del cuerpo y el ángulo del plano inclinado en el caso de la fuerza de rozamientoestática y la identificación de los coeficientes de rozamiento.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Estudiar las fuerzas de rozamiento entre un cuerpo y una superficie determinada
* Determinar los coeficientes de rozamiento

3. MARCO TEÓRICO

El rozamiento es una fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos, al deslizarse sobre la superficie de otro. Surge entre los cuerpos queestán en contacto, tanto entre los que se encuentran en reposo (ROZAMIENTO ESTATICO) como entre los que se mueven (ROZAMIENTO DINAMICO). La primera observación que confirma la existencia de la fuerza de rozamiento dinámico se ve al hacer el estudio de la inercia, al comunicar un impulso a un cuerpo apoyado en una superficie horizontal deberían adquirí un movimiento rectilíneo y uniforme, sin embargose observa que va disminuyendo su velocidad hasta pararse, lo que indica la existencia de la fuerza de rozamiento que actuara en la misma dirección que la velocidad pero en sentido contrario a ella.
Las leyes sobre el rozamiento por deslizamiento tanto estático como dinámico fueron establesidas experimentalmente hacia 1979 por Charles Coulomb. Un experimento que nos confirma estas leyes puederealizarse con el dispositivo de la figura VI-6, en el que se va colgando del hilo que pasa por la polea, pesos cada vez mayores, se observa al comienzo que el cuerpo apoyado en el plano horizontal no se mueve; el peso que, en cada caso, depende del hilo, nos mide el rozamiento estático. Para que se inicie el movimiento del cuerpo es necesario una fuerza mínima (peso pendiente en nuestro caso) lacual nos determina el máximo (Rozamiento Estático). Tal fuerza es algo mayor que la necesaria para conservar una velocidad constante del cuerpo, en su deslizamiento (Rozamiento Dinámico).

Para un mejor entendimiento del párrafo anterior resolvemos el siguiente problema numérico: un cuerpo esta apoyado en una superficie horizontal; ¿Cuánto vale el rozamiento?—Cero. Al aplicarle 0,2kphorizontalmente.-- El rozamiento estatico máximo es 0,2 kp. Para que el cuerpo se mueva con velocidad constante es necesario una fuerza horizontal de 0,15kp.— El rozamiento dinamico es 0,15kp. Y ¿si una vez adquirido el movimiento se continuase aplicando una fuerza horizontal de 0,2kp?—El cuerpo adquiriría una aceleración. Supuesta la masa del cuerpo 0,5kg se verificara:

Deslizando pesos distintos, de la...