fricción ob

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Marcos Guerrero 1 Repaso de las Leyes de Newton

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Marcos Guerrero 1

Repaso de las Leyes de Newton

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Page 26: Fricción ob

Aplicaciones de las Leyes

de Newton con Fricción

Marcos Guerrero 26

Por Marcos Guerrero

Page 27: Fricción ob

Marcos Guerrero 27

Coeficiente de rozamiento ( )

También llamado coeficiente de fricción.

Es un número adimensional (sin unidades) que mide las

rugosidades entre las dos superficies sólidas en contacto.

Page 28: Fricción ob

Marcos Guerrero 28

Es independiente del área de contactos.

El coeficiente de rozamiento depende de los siguientes

factores:

•Del material de los cuerpos en contacto (por ejemplo

cobre y madera; madera y vidrio etc.)

•De la interfase (polvo; aceite; agua; etc.)

•De la velocidad con la cual se desliza un cuerpo respecto

al otro (velocidad relativa).

•De la lisura de las superficies.

•De la temperatura.

•Otras variables.

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Marcos Guerrero 29

Explique, ¿por qué el coeficiente de rozamiento

es independiente del área de contacto entre las

dos superficies?

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Marcos Guerrero 30

Existen dos tipos de coeficiente de rozamiento, estos son:

•Coeficiente de rozamiento estático ( ). S

•Coeficiente de rozamiento cinético ( ) o coeficiente de

rozamiento dinámico. K

Por lo general KS

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Marcos Guerrero 31

Fuerza de rozamiento ( ) f

También llamado fuerza de fricción.

La magnitud de la fuerza de rozamiento es

proporcional a la magnitud de la fuerza de la

normal .

Nf

Para llevar esta proporcionalidad a una ecuación,

incluimos una constante. Esta constante es el

coeficiente de rozamiento.

Nf

Llevando esta ecuación en forma vectorial

tenemos: ˆf Ni

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Marcos Guerrero 32

En la ecuación anterior ¿podemos decir que la

fuerza de fricción y la fuerza de la normal tienen

la misma dirección? Por ejemplo: un bloque sobre una superficie

horizontal con rozamiento, es empujado por una

persona hacia la derecha con una aceleración

constante.

teconsa tan

D.C.L. del bloque

W

N

F

Kf

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Marcos Guerrero 33

Imaginemos que un bloque se encuentra en reposo

sobre una superficie horizontal.

D.C.L. del bloque

Ecuaciones:

WN

WN

FY

0

0)(

No existe fuerza de rozamiento

porque no hay una fuerza

horizontal que intente deslizar

el bloque.

Page 34: Fricción ob

Marcos Guerrero 34

1

1 0

0)(

Ff

fF

F

S

S

X

Ahora imaginemos que al mismo bloque anterior se

le aplica una pequeña fuerza horizontal , de tal

manera, que el bloque no desliza. 1F

D.C.L. del bloque Ecuaciones:

WN

WN

FY

0

0)(

Podemos observar que la

fuerza de fricción estática es

directamente proporcional a la

fuerza aplicada sobre el bloque.

Page 35: Fricción ob

Marcos Guerrero 35

Ahora imaginemos que al mismo bloque anterior se

le aplica una fuerza horizontal ( donde ),

de tal manera, que el bloque este a punto de deslizar. 2F

12 FF

D.C.L. del bloque

SMAX

SMAX

X

fF

fF

F

2

2 0

0)(

Ecuaciones:

WN

WN

FY

0

0)(

En donde la fricción estática

máxima se la puede determinar

con la ecuación:

Nf SSMAX

Page 36: Fricción ob

Marcos Guerrero 36

A partir de la ecuación de fricción estática máxima

podemos definir el coeficiente de rozamiento estático.

N

fSMAXS

Definición del coeficiente de rozamiento estático:

Page 37: Fricción ob

Marcos Guerrero 37

Ahora imaginemos que al mismo bloque anterior se

le aplica una fuerza horizontal ( donde ),

en este momento el bloque comienza a deslizar. 3F

23 FF

D.C.L. del bloque

mafF

maF

K

X

3

)(

Ecuaciones:

WN

WN

FY

0

0)(

En donde la fricción cinética se

la puede determinar con la

ecuación:

Nf KK

Page 38: Fricción ob

Marcos Guerrero 38

A partir de la ecuación de fricción cinética podemos

definir el coeficiente de rozamiento cinético.

N

fKK

Definición del coeficiente de rozamiento cinético:

Page 39: Fricción ob

Marcos Guerrero 39

Gráfico fuerza de rozamiento vs. fuerza aplicada.

Page 40: Fricción ob

Marcos Guerrero 40

Conclusiones de la gráfica:

o La dirección de la fuerza de fricción estática se opone al

posible deslizamiento.

o La dirección de la fuerza de fricción cinética se opone al

deslizamiento.

o La fuerza de fricción estática es mayor o igual a cero y

menor o igual que la fuerza de fricción estática máxima.

Nf

ff

SS

SMAXS

0

0

o La fuerza de fricción cinética es menor a la fuerza de

fricción estática máxima.

SK

SK

SMAXK

NN

ff

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Marcos Guerrero 41

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