Friccion

La fricción puede definirse como la fuerza de resistencia que actúa sobre un cuerpo la cual evita o retarda su deslizamiento e relación con un segundo cuerpo o superficie con el que se encuentra en contacto. Esta fuerza siempre actúa en dirección tangente a la superficie, en los pitos de contacto con otros cuerpos, y está dirigida de tal forma que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo en relación con estos puntos. Pueden ocurrir dos tipos de fricción entre superficies. La fricción fluida existe cuando las superficies en contacto se encuentran separadas por una película de fluido (gas o líquido). La naturaleza de esta clase de fricción se estudia en mecánica de fluidos.

La teoría de la 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. Para comprender apropiadamente la naturaleza de esta fricción, es necesario considerar que las superficies en contacto son no rígidas o deformables. El piso distribuye tanto fuerza normal como fuerza friccional a lo largo de la superficie en contacto. Las fuerzas normales deben de actuar hacia arriba para equilibrar el peso del bloque, y las fuerzas de fricción deben actuar a la izquierda para evitar que la fuerza aplicada P mueva el bloque hacia la derecha. Existen muchas irregularidades microscópicas entre las dos superficies, por lo tanto, las fuerzas reactivas se desarrollan en cada 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 como una componente normal.

Conforme la magnitud de P aumenta gradualmente, la magnitud de F se incrementa en correspondencia hasta que alcanza un cierto valor máximo llamado fuerza friccional estática límite. Cuando esto ocurre, el bloque se encuentra en equilibrio inestable, puesto que cualquier incremento en P causará deformaciones y fracturas en los puntos de contacto entre superficies, en consecuencia el bloque comenzará a moverse. Experimentalmente, se ha determinado que la magnitud de la fuerza friccional estática límite es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza normal resultante N. Esto puede expresarse matemáticamente como

F_s= μ_s N

donde la constante de proporcionalidad, μ_s, se llama coeficiente de fricción estática.

Objetivos:

Apreciar la naturaleza de las fuerzas de fricción que se presentan entre dos superficies secas en contacto.

Relacionar funcionalmente la magnitud de la fuerza de fricción estática máxima

Frm con la magnitud de la fuerza normal N.

Investigar la dependencia de Frm con el área de contacto aparente.

Determinar el coeficiente de fricción estática, relacionándolo con los conceptos

...