Fuerza de fricción

Fuerza de fricción 

También conocida como fuerza de rozamiento, es aquella que surge entre dos superficies en contacto y es la que se opone al movimiento, si no existiera tal fuerza no nos seria posible caminar, imaginemos que estamos sobre una superficie donde se reduce altamente la fricción esta puede ser una superficie de hielo cubierto con un poco de aceite, nos seria casi imposible caminar sobre ella. 

Aunque muchas veces pasemos por desapercibido el efecto de la fuerza de fricción, este se encuentra en constante interacción con nuestras acciones cotidianas, un ejemplo más común y sencillo de evidenciar es cuando aplicamos los frenos de un automóvil, las pastillas de freno se cierran y presionan un disco donde están conectadas las llantas y esto genera una fuerza de fricción que a su vez desacelera el vehículo y este disminuye su velocidad hasta llegar a detenerse, así como este hay un sinnúmero de ejemplos sobre la acción de la fuerza de fricción y sus efectos en situaciones cotidianas. 

La fuerza de fricción depende de el peso del objeto y de la rugosidad de las superficies en contacto, si tiramos con una fuerza determinada de un objeto este no se moverá, debido a que a esta fuerza con la que estamos jalando se nos opone la fuerza de fricción, es por esta razón que para que este objeto se empiece a mover debemos tirar con una fuerza mayor a la fuerza que se opone al movimiento, llámese fuerza de fricción. 

Cuando un objeto está en reposo y lo necesitamos mover, para que este se ponga en movimiento debemos tirar de este con una fuerza mayor a la que se continúa aplicando cuando este objeto ya está en movimiento. para comprender mejor el caso trataré de ilustrar una situación; nos ha pasado que tenemos un saco lleno de arroz y  lo queremos mover de un punto a otro, al inicio debemos tirar con las dos manos y con mucha fuerza, pero cuando este objeto está en movimiento se nos hace mucho más fácil seguir tirando del mismo hasta con una mano y con mucha menos fuerza que al inicio. Se ve en manifiesto un principio que nos indica que todo cuerpo que esta en reposo tiende a permanecer en reposo y todo cuerpo que está en movimiento tiende a continuar en movimiento (Inercia). 

Cuando un cuerpo está en reposo la fuerza de fricción que esta de manifiesto es la estática, cuando el cuerpo ya está en movimiento la fuerza de fricción es dinámica. Estática es mayor a la dinámica. 

Coeficiente de fricción estático y dinámico

A continuación se muestran los coeficientes de fricción estático y dinámico, respectivamente. Cabe recordar que el coeficiente de fricción mostrado en cada caso para determinados materiales son obtenidos de forma experimental y en casos idealizados. 

Ecuaciones de la fuerza de fricción, estática y dinámica 

Fr: Fuerza de fricción o rozamiento (Newton)
μ: Coeficiente de fricción estático(μe) o dinámico(μd) (adimensional) 
N: Fuerza Normal, se calcula N=m*g (Newton) 

Ejercicios de cálculo de fuerza de fricción, a continuación algunos ejemplos: 

1) Determine la fuerza necesaria que se debe aplicar a un objeto para vencer la fuerza de fricción y que este se empiece a mover, si dicho objeto es de acero, posee una masa de 236 kg y se encuentra sobre una superficie de latón. 

Datos:
μe= 0.5 (obtenido de la tabla) 
m= 236 Kg 
g= 9.8 N/Kg
Fr=?
N=?

Procedimiento y ecuaciones:
N= m*g
N= (236 Kg)*(9.8N/Kg)
N= 2,312.8 N (Fuerza Normal)

Fr= μe*N
Fr= (0.5)(2,312.8N)
Fr= 1,156.4 N

Conclusión: Se determinó la fuerza de fricción estática debido a que en el problema el objeto se encuentra en reposo porque nos indican que se desea conocer la magnitud de la fuerza a aplicar para que el objeto en cuestión se empiece a mover. 

La fuerza necesaria que se debe aplicar para que el objeto se empiece a mover debe ser mayor a la fuerza de fricción que se acaba de calcular (F>Fr), la cual puede ser de 1,200 N (valor tomado a criterio propio, basado en que tiene que ser mayor a 1,156.4 N).

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