Fricción Dinámica –
Castillo Lira Jorge Fco.
Arroyo Cortes José Rolando.
Juan Manuel Camarena agudo.
Chávez Miranda Eduardo.
I.M.I
1·A
Definición:
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos
superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una
superficie sobre la otra (fuerza de fricción cinética) o a la fuerza que se
opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera
debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las
superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre
ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que
forma un ángulo φ con la normal (el ángulo de rozamiento). Por tanto, esta
fuerza resultante se compone de la fuerza normal (perpendicular a las
superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento, paralela a las
superficies en contacto.
ESTATICA
"Parte de la mecánica que estudia las leyes del equilibrio"
Fuerza Estática: Se puede considerar como la fuerza absoluta o fuerza pura, y en
donde no existen impulsos. La máxima fuerza dinámica se ubica en aproximadamente
en el 80% de la estática, y es por dicho motivo entonces, que teóricamente cuanto
mayor es la fuerza estática, tanto mayo será también la
dinámica.
Por el otro lado se puede determinar que
cuanto mayor es la masa a desplazar, tanto menor será la velocidad de movimiento (fig.
1).
Fig.1. Relación que existe entre la velocidad de contracción muscular y la fuerza
desarrollada con cargas de distinta magnitud. A: máxima fuerza estática, B: fuerza
estática submaximal, C: fuerza dinámica, E: velocidad, F: desplazamiento de una carga,
G: salto, H: lanzamiento de implementos atléticos, I: saque de tenis, K: movimientos
libre de las extremidades. (Zaciorskij, 1968). Este concepto parte desde la famosa
ecuación de Hill (Hill, 1951) mediante la cual se demuestra que teóricamente existe no
solamente correlación entre la máxima fuerza estática y la dinámica, sino que además
la primera tiene correlación con la velocidad de contracción muscular:
Fricción Dinámica
Fricción dinámica
Fuerza existente en los cuerpos que están en movimiento que se
crea por los efectos gravitatorios.
¿Cuál es la diferencia entre fricción estática y fricción dinámica?
R.-La diferencia que existe entre fricción estática y fricción dinámica, es que la fricción estática es la que
impide que un cuerpo comience a moverse (la velocidad relativa entre las dos superficies es cero), y la
fricción dinámica es la que existe cuando el objeto ya se encuentra en movimiento (en este caso hay
movimiento relativo entre las dos superficies).
Rozamiento dinámico
En el caso de rozamiento dinámico en un plano inclinado, se tiene un cuerpo que se desliza, y siendo
que está en movimiento, el coeficiente que interviene es el dinámico
, así como una fuerza de
inercia Fi, que se opone al movimiento, el equilibrio de fuerzas se da cuando:
Valores de los coeficientes de fricción
En la tabla se listan los coeficientes de rozamiento de algunas sustancias donde
μe = Coeficiente de rozamiento estático,
μd = Coeficiente de rozamiento dinámico.
Los coeficientes de rozamiento, por ser relaciones entre dos fuerzas son magnitudes
adimensionales.
Materiales en contacto
Articulaciones humanas
0,02 0,003
Acero // Hielo
0,03 0,02
Acero // Teflón
0,04 0,04
Teflón // Teflón
0,04 0,04
Hielo // Hielo
0,1
0,03
Esquí (encerado) // Nieve (0 °C) 0,1
0,05
Acero // Acero
0,15 0,09
Vidrio // Madera
0,2
0,25
Caucho // Cemento (húmedo)
0,3
0,25
Madera // Cuero
0,5
0,4
Caucho // Madera
0,7
0,6
Acero // Latón
0,5
0,4
Madera // Madera
0,7
0,4
Madera // Piedra
0,7
0,3
Vidrio // Vidrio
0,9
0,4
Caucho // Cemento (seco)
1
0,8
Cobre // Hierro (fundido)
1,1
0,3
Fricción Dinámica La fricción estática ocurre justo en el momento en el que un cuerpo que se encuentra en
contacto con una superficie- pasa de reposo a un estado en movimiento. En el instante
en el que el cuerpo debe hacer este cambio de estados de movimiento, debe vencer a
esta fuerza estática (además de tener que vencer la inercia del mismo). Una vez
vencida, se habla de que la fricción que existe cuando un cuerpo ya se encuentra en
movimiento, es la fricción dinámica. La fricción estática no es equivalente a la fricción
dinámica. Normalmente, la primera es más grande en magnitud que la segunda.
¿Cuáles son las leyes de fricción?
La fuerza de fricción entre dos superficies se opone a su movimiento relativo o intento
de movimiento
Las fuerzas de fricción son independientes del área de contacto entre las superficies
Para dos superficies que no exhiben un movimiento relativo, la fuerza de fricción
estática es directamente proporcional a la reacción normal
Para dos superficies que exhiben movimiento relativo, la fuerza de fricción dinámica es
directamente proporcional a la reacción normal y casi independiente de la velocidad
relativa entre las superficies.
FUERZA DE FRICCIÓN O ROZAMIENTO
Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda
el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es
siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que
se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas
fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo
suficientemente grandes.
Esta fuerza 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).
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