Fricción.

Definición de fricción.

Empujar objetos puede ser hasta peligroso, si enfrentamos a la fricción. Observa los trabajos que realizan las personas en las siguientes imágenes ¿Quién crees que moverá las cajas con facilidad?

Si contestaste que la persona que mueve la caja con ruedas realiza el trabajo más fácilmente, estas en lo correcto porque, aunque la caja se ve muy grande, las ruedas de la parte inferior hacen el movimiento con poco esfuerzo; en comparación con la segunda persona, quien intenta mover los objetos deslizándolos sobre el piso y requiere de una mayor fuerza para desplazar las cajas de un lugar a otro.

Mientras las superficies en contacto no se muevan una con respecto a la otra, tales rugosidades solo tienen una interacción que tiene a mantener las superficies unidas. Por ejemplo, cuando las cajas están en reposo.

Una vez que se inicia el movimiento, las rugosidades chocan entre sí, produciendo pares de fuerzas de acción – reacción a escala microscópica, cuyo promedio macroscópico resulta en la fuerza que denominamos fricción.

Fricción estática y cinética.

Se distinguen dos tipos de fricción: estática y cinética. La primera se observa cuando las dos superficies en contacto se encuentran en reposo relativo y la segunda se encuentra en movimiento relativo. Experimentalmente se determina que, en general, la primera es mayor que la segunda para las mismas superficies en contacto.

 Se consideran dos objetos en contacto, tales que uno de ellos es algo semejante a un piso una mesa, es decir, algo que se encuentre en reposo, y el otro es un cuerpo que se encuentra sobre el primero; por ejemplo, una caja sobre una mesa horizontal. Es claro que la caja, por virtud de su peso, ejerce una presión sobre la superficie de la mesa. Por consiguiente, la mesa reacciona con una fuerza igual y opuesta al peso sobre la caja. Sí la casa está en reposo, ambas fuerzas están equilibradas y la fuerza neta sobre la caja es cero.

Sí se aplica una fuerza la caja en dirección, horizontal a la izquierda, la caja se moverá sí tal fuerza es capaz de superar la fricción estática. Una vez iniciado el movimiento, se requiere mantener la fuerza, aunque con menor intensidad para continuar el movimiento.

La fuerza de fricción es directamente proporcional a la fuerza aplicada por la superficie al objeto. Dada su naturaleza, dicha fuerza recibe el nombre de fuerza normal, porque su dirección siempre es perpendicular a la superficie que la aplica. En general, se utilizará el símbolo F_N para esta fuerza. Entonces, la fuerza de fricción ƒ, se escribe como:

Dónde es la constante de proporcionalidad µ se denomina coeficiente de fricción y está relacionada con el tipo de superficies en contacto. Sus valores se encuentran entre 0 y 1, de manera que cuando µ=0.Se da el caso de ausencia de fricción y cuándo µ=1, se presenta fricción máxima. La fricción estática y la fricción cinética se diferencian por sus respectivos coeficientes de fricción. Se utilizará el símbolo µ_s para el coeficiente de fricción estática y µ_k’ para el coeficiente de fricción cinética.

Entonces, las respectivas fuerzas de fricción quedan como:

La fricción estática permite a los objetos mantener su estado de reposo cuando así se requiera, ya que gracias a ella, un auto puede estar frenado en una bajada Por su parte, conocer las características de la fricción dinámica permite explicar los diferentes usos de accesorios o aditamentos que, por una fuerza mínima, logra mantener en movimiento diversos objetos, como por ejemplo los rodamientos en las llantas de los vehículos.