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Fuerzas de rozamiento

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Fuerzas de rozamiento

  1. 1. Fuerzas de RozamientoCuando intentamos mover un cuerpo que se encuentra apoyado sobre una superficie,vemos que no siempre se produce una aceleración al aplicarle una fuerza, es decir nosiempre movemos el cuerpo.Esto es así ya que hay fuerzas que se oponen al movimiento de los cuerpos,denominadas fuerzas de rozamiento.Si la fuerza que aplicamos es mayor a la fuerza de rozamiento, lograremos mover alcuerpo, en caso contrario no podremos.Hay que diferenciar dos tipos de fuerzas de rozamiento:• Al principio, cuando intentamos mover un cuerpo apoyado sobre una superficie, se nos opone una fuerza llamada fuerza de rozamiento estático.• Luego, cuando el cuerpo ya está en movimiento, para seguir moviéndolo necesitamos una fuerza menor, ya que la fuerza de rozamiento estático no está actuando, sino que está actuando una fuerza un poco menor, llamada fuerza de rozamiento dinámico.Estas fuerzas tienen en común que su dirección siempre es la misma que la de la fuerzaque se aplica y su sentido es contrario. Además ambas dependen de la masa a mover yde las superficies en contacto.Fuerzas de rozamiento a) estático y b) dinámico: (cálculo)a) Esta fuerza tiene lugar cuando intentamos mover un cuerpo en reposo y se calculacon la siguiente fórmula: Fre = µe . NDonde “µe” es el coeficiente de rozamiento estático, que depende de las superficies encontacto, es un valor numérico y no posee unidad, y “N” es la normal, que en un planohorizontal es la reacción al Peso, cuya dirección e intensidad son iguales a la dirección eintensidad del peso y su sentido es contrario.b) Esta fuerza tiene lugar cuando los cuerpos están en movimiento y se calculamediante la fórmula: Frd = µd . NDonde “µd” es el coeficiente de rozamiento dinámico.Descomposición de fuerzas en un plano inclinadoCuando el rozamiento actúa sobre un plano inclinado, debemos tener cuidado con elcálculo de la normal. Ya que su valor no será el valor del Peso, sino el valor de sucomponente perpendicular al plano. La normal se calcula como: N = P . Cos
  2. 2. Tabla de coeficientes según lassuperficiesMateriales en Coeficiente Coeficientecontacto estático dinámicoAcero // Hielo 0,03 0,02Acero // Teflón 0,04 0,04Teflón // Teflón 0,04 0,04Hielo // Hielo 0,1 0,03Acero // Acero 0,15 0,09Vidrio // Madera 0,2 0,25Madera // Cuero 0,5 0,4Acero // Latón 0,5 0,4Madera // Madera 0,7 0,4Madera // Piedra 0,7 0,3Vidrio // Vidrio 0,9 0,4Ejemplo de aplicaciónSe apoya un cuerpo que pesa 20 N, sobre un plano inclinado de 30°. Si las superficiesdel cuerpo y del plano inclinado son de madera ¿caerá solo el cuerpo por el planoinclinado?
  3. 3. Fuerzas de rozamiento en sistemas en movimiento M1 T M2 Fr FrSi tenemos dos o más cuerpos unidos como muestra la figura y a los cuales se losdesplaza por medio de una fuerza F, se debe tener en cuenta que todo el sistema semoverá con una única aceleración. También se pueden calcular las tensiones quesoportan las sogas que sujetan los cuerpos.Se realizan los diagramas de cuerpos libres y considerando en el gráfico que m1= 2 kg ,m2= 3 kg; F= 15 N y µd= 0,2. Hallar aceleración y tensión.¿Cuándo utilizar Fre y Frd?Es muy común confundir es uso de estas fuerzas, debemos tener en claro que la fuerzade rozamiento estática se usa cuando el cuerpo está en reposo y simplemente para sabersi las fuerzas aplicadas sobre él logran moverlo.Si se quiere averiguar la aceleración que adquiere un cuerpo luego de aplicarse sobre éluna fuerza durante un cierto tiempo, entonces debemos utilizar el coeficiente derozamiento dinámico, y por ende, la fuerza de rozamiento que actúa es la fuerza derozamiento dinámico durante todo su movimiento.EjemploSobre una superficie de acero empujamos un cuerpo de acero en reposo de masa 1 kgcon una fuerza de 2 N durante 2 segundos. Determinar el tiempo que tarda en detenerseel cuerpo, debido al rozamiento, luego que se deja de aplicar la fuerza.

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