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• Fredes Valencia

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FUERZA DE ROZAMIENTO La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza

de

rozamiento será

entonces cuando el armario se pueda mover, tal como podemos observar en la imagen que mostramos aquí. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática. La experiencia nos muestra que: 

La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cual sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.



La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

Fr = m.N Donde: 

“m” es lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.

Hay dos coeficientes de rozamiento: el estático(µe), y el cinético(µc), siendo el primero mayor que el segundo:

µe > µc

TIPOS DE ROZAMIENTO Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática y la fricción dinámica. El primero es la resistencia que se debe superar para poner en movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto. El segundo, es la resistencia, de magnitud considerada constante, que se opone al movimiento, pero una vez que éste ya comenzó. FRICCIÓN ESTÁTICA Es la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento. Sobre un cuerpo en reposo al que se aplica una fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas: 

F: la fuerza aplicada.



Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo,

y

que

se

opone

deslizamiento. 

P: el peso del propio cuerpo



N: la fuerza normal.

al

Dado que el cuerpo está en reposo la fuerza aplicada y la fuerza de rozamiento son iguales, y el peso del cuerpo y la normal: P=N F = Fr Se sabe que el peso del cuerpo P es el producto de su masa por la aceleración de la gravedad (g), y que la fuerza de rozamiento es el coeficiente estático por la normal: P = N = mg F = Fr = µeN La fuerza horizontal F máxima que se puede aplicar a un cuerpo en reposo es igual al coeficiente de rozamiento estático por su masa y por la aceleración de la gravedad.

F = Fr = µemg FRICCION DINÁMICA Es aquella que aparece cuando un objeto se desliza sobre otro; la superficie de contacto hace una fricción opuesta hacia donde estemos hablando, dependiendo del material de las superficies varia la fricción un objeto liso casi no presenta fricción. Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben considerarse las siguientes fuerzas: 

Fi: la fuerza aplicada.



Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al deslizamiento.



P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.



N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.

Como equilibrio dinámico, se puede establecer que: P=N F = Fi – Fr Sabiendo que: P = N = mg Fr = µdN F = ma Prescindiendo de los signos para tener en cuenta solo las magnitudes, se puede reescribir la segunda ecuación de equilibrio dinámico como:

Fi = µdmg + ma

a = Fi - µdg m

Es decir, la fuerza de empuje aplicada sobre el cuerpo Fi es igual a la fuerza resultante F menos la fuerza de rozamiento Fr que el cuerpo opone a ser acelerado. De esa misma expresión se deduce que la aceleración a que sufre el cuerpo, al aplicarle una fuerza Fa mayor que la fuerza de rozamiento Fr con la superficie sobre la que se apoya.