Fricción interior
¿Por qué nos mantenemos firmes en nuestras sillas cuando nos sentamos? Según la primera ley del movimiento, si un objeto está en equilibrio traslacional (la velocidad es constante), la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto debe ser igual a cero. Por tanto, en el caso de una persona sentada en una silla, puede postularse que existe una fuerza normal que equilibra la fuerza gravitatoria que tira de la persona sentada hacia abajo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que sólo una parte de la fuerza normal puede anular las otras fuerzas hasta llegar a cero, como en el caso de una persona sentada. En Física, el término normal como modificador de la fuerza implica que ésta actúa perpendicularmente a la superficie en el punto de contacto de los dos objetos en cuestión. Imagínese una persona apoyada en una pared vertical. Como la persona no tropieza ni se cae, debe estar en equilibrio. Por lo tanto, la componente de su peso a lo largo de la horizontal está equilibrada o contrarrestada (en sentido contrario) por una fuerza igual: esta fuerza es la fuerza normal sobre la pared. Así, en una pendiente, la fuerza normal no apunta hacia arriba como en una superficie horizontal, sino perpendicular a la superficie de la pendiente.
Definición de fricción
La fricción estática actúa cuando el objeto permanece inmóvil. Imagina que intentas tirar de una caja pesada. Si no tenemos en cuenta el rozamiento, incluso la menor fuerza debería provocar cierta aceleración de la caja, según la segunda ley de Newton. En realidad, hay que tirar con bastante fuerza para que la caja empiece a moverse debido a la fuerza de rozamiento estático.
El rozamiento cinético actúa sobre un objeto en movimiento o, en otras palabras, sobre un objeto con energía cinética distinta de cero. Si no existiera el rozamiento cinético, cualquier objeto al que se le diera un empujón (por ejemplo, un coche de juguete) nunca dejaría de moverse, ya que, según la primera ley de Newton, no actuaría ninguna fuerza sobre él, por lo que seguiría avanzando con una velocidad constante.
Aunque la fórmula es la misma para el rozamiento estático y el cinético, hay que recordar que los coeficientes de rozamiento son diferentes. El coeficiente de rozamiento cinético suele ser menor que el de rozamiento estático.
Hay dos métodos fáciles de estimar el coeficiente de rozamiento: midiendo el ángulo de movimiento y utilizando un medidor de fuerza. El coeficiente de rozamiento es igual a tan(θ), donde θ es el ángulo respecto a la horizontal en el que un objeto colocado encima de otro comienza a moverse. Para una superficie plana, puedes tirar de un objeto a través de la superficie con un medidor de fuerza conectado. Divide los Newtons necesarios para mover el objeto entre la masa del objeto para obtener el coeficiente de fricción.
Coeficiente de fricción
ResumenTodos los cuerpos en el mundo natural están expuestos a fenómenos de fricción, al entrar en contacto con otros cuerpos, excepto los cuerpos que flotan en el vacío. Por lo tanto, es indispensable analizar rigurosamente los fenómenos de fricción además del comportamiento de las deformaciones de los propios cuerpos en los análisis de los problemas de valores límite. El fenómeno de la fricción puede formularse como una relación constitutiva de forma similar a la ecuación constitutiva elastoplástica de los materiales. En este capítulo se describe una ecuación constitutiva para la fricción con la transición de la fricción estática a la cinética y viceversa y la anisotropía ortotrópica y rotacional. También se delinea el fenómeno del stick-slip, que es un movimiento inestable e intermitente causado por la fricción y, por tanto, importante para la predicción de terremotos, vibraciones de maquinaria, etc.Palabras claveEstas palabras clave fueron añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que mejore el algoritmo de aprendizaje.
Fuerza de fricción deutsch
La ecuación de rozamiento estándar muestra la relación entre la fuerza de rozamiento, el coeficiente de rozamiento y la fuerza normal que empuja los objetos entre sí. La ecuación se aplica en la mayoría de las situaciones de rozamiento.
La ecuación estándar para determinar la fuerza de fricción resistiva cuando se trata de mover dos objetos o materiales entre sí muestra la relación entre la fuerza de fricción, el coeficiente de fricción y la fuerza normal que empuja los dos objetos entre sí. Esta ecuación se escribe como
En la mayoría de los casos, el COF es independiente de la fuerza normal. Sin embargo, en algunos casos, N puede ser tan grande como para distorsionar los materiales, cambiando así el COF. Los fluidos y los materiales blandos son especialmente susceptibles de aumentar la fuerza normal.