TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO

Catedrtico.- Hernndez Vargas EduardoMateria.- DinmicaEquipo.- 7Tema.- Fuerza de friccin, coeficiente defriccin esttico y dinmico

INTRODUCCION

Se define como fuerza derozamientoo fuerza defriccin, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de friccin dinmica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de friccin esttica). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscpicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicularRentre ambas superficies no lo sea perfectamente, sino que forme un ngulo con lanormalN(el ngulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de la fuerza normalN(perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamientoF, paralela a las superficies en contacto.

INDICE

Introduccin2Fuerza de friccin 4Friccin Esttica6Friccin Cintica7Rozamiento dinmico8Conclusin10Bibliografa11

Fuerza de friccin

La fuerza de friccin es realmente la oposicin al movimiento de los cuerpos y se da en todos los medios conocidos (slidos, lquidos y gaseosos). Atendiendo a que las superficie de los cuerpos en contacto no son idealmentelisases imposible desaparecer esta fuerza, que en unos casos resulta necesaria reducir y en otros aumentar, ya que la friccin es una fuerza con sentido contrario a la fuerza aplicada.De no ser por la existencia de esta fuerza, no podramos detenernos una vez puestos en marcha: losvehculosno avanzaran, pues la friccin sirve de apoyo a las ruedas para impulsarse y en su ausencia solo giraran sin avanzar.FormulacinDebemos sealar que existe una fuerza de friccin esttica (objetos en reposo) y friccin cintica (objetos en movimiento), cuyas frmulas matemticas son las siguientes:Fe = nNEn quefees la fuerza de friccin esttica,nes el coeficiente de friccin esttica yNla fuerza normal que en el caso de superficie horizontal es elpeso.Fc = hNfces la fuerza de friccin cintica,hcoeficiente de friccin cintica yNla fuerza normal siempre para superficies en contacto.N = mgEsta fuerza depende mucho de la naturaleza de los materiales en contacto, es decir que tan rigorosos sean, pero tambin de lafuerza normalo peso de un cuerpo sobre otro en el cual descansa.Cmo se produce la fuerza de friccinLafriccin estticase diferencia de lacinticapor sermayor que esta, ya que un cuerpo en reposo al recibir una fuerza de aplicacin que va en ascenso desde un valor cero hasta un determinado valor, permanece en reposo solo hasta que la fuerza aplicada supera el valor mximo de la friccin esttica. En ese momento, el cuerpo comienza a moversey la friccin se denomina cintica.Cuando el cuerpo est en movimiento, es posible reducir un poco la fuerza de aplicacin y el movimiento se mantiene. Esto se debe a que vencida la friccin esttica, las uniones microscpicas que mantenan soldadaslas superficies en contacto se rompen.As, cuando una persona trata de mover horizontalmente un cajn pesado, al principio le cuesta sacarlo del reposo, pero una vez que lo pone en marcha, puede ver qu fcil es continuar movindolo con menor esfuerzo.Incremento de la fuerza de friccinEn el diseo de llantas para vehculos, es necesario que la superficie de contacto con la calzada (superficie de la carretera) sea rugosa para que el vehculo no resbale y pueda detenerse casi instantneamente al frenar. Sucede lo mismo que con lasuela de los zapatos, en muchos casos debe llevar muchos grabadospara evitar resbalones, sobre todo cuando el piso es bastante liso.Reduccin de la fuerza de friccinEn el caso de patinaje, se hace necesario que la superficie del suelo est hecha de hielo y el pie descanse sobre patines lisos de metal y delgados, lo que reduce la friccin y hace que el desplazamiento sea mayor. En la industria es muy utilizado la grasa y el aceite como lubricantespara reducir la friccin entre componentes y, con ella, las prdidas de energa, lo que reduce los costos de la misma.Friccin en un medio lquidoLa friccin es reducida en el diseo de los vehculos, mediante su forma geomtrica y materiales a usar, ya sean submarinos, barcos y todo lo que se desplace en el agua.En el aire y el espacioDependiendo del diseo aerodinmico (su forma geomtrica), losavionesreducen la friccin pero la velocidad es crucial y, a medida que esta aumenta, se incrementara el roce con el aire, lo que se puede observar cuando un vehculo espacial, se incendia al entrar a la atmsfera terrestre. Incluso en el espacio aparentemente vaco hay friccin,las partculas cunticasson testigo de ello.

Friccin Esttica

Las fuerzas de friccin estticas que se produce por la interaccin entre las irregularidades de las dos superficies se incrementarn para evitar cualquier movimiento relativo hasta un lmite donde ya empieza el movimiento. Ese umbral del movimiento, est caracterizado por el coeficiente de friccin esttica. El coeficiente de friccin esttica, es tpicamente mayor que el coeficiente de friccin cintica.

No se puede caracterizar de manera simple la distincin entre los coeficientes esttico y cintico de friccin, se trata de un aspecto del "mundo real", la experiencia comn de un fenmeno. La diferencia entre los coeficientes estticos y cinticos obtenidos en los experimentos simples, como bloques de madera deslizndose sobre pendientes de madera, sigue ms o menos el modelo representado en la curva de friccin que se ilustra arriba, de donde se ha extrado. Esta diferencia puede surgir de las irregularidades, contaminantes de las superficies, etc., que desafan una descripcin precisa. Cuando estos experimentos se llevan a cabo con bloques de metal suave, que se limpian cuidadosamente, la diferencia entre los coeficientes esttico y cintico tiende a desaparecer. Cuando en una determinada combinacin de superficies, se citan coeficientes de friccin, generalmente est referido al coeficiente de friccin cintica, por ser el nmero ms fiable.

Friccin Cintica

Cuando dos superficies se mueven una respecto de la otra, la resistencia de friccin es casi constante, para un amplio rango de velocidades bajas, y en el modelo estndar de friccin, la fuerza de friccin, est descrita por la relacin de abajo. El coeficiente tpicamente es menor que el coeficiente de friccin esttica, reflejando la experiencia comn, de que es ms fcil mantener algo en movimiento a lo largo de una superficie horizontal, que iniciar el movimiento desde el reposo.

Rozamiento dinmico

Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben considerarse las siguientes fuerzas:Fa: 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 aceleracin de la gravedad.N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sostenindolo.Como equilibrio dinmico, se puede establecer que:

Sabiendo que:

Prescindiendo de los signos para tener en cuenta solo las magnitudes, se puede reescribir la segunda ecuacin de equilibrio dinmico como:

Es decir, la fuerza de empuje aplicada sobre el cuerpoes igual a lafuerza resultantemenos la fuerza de rozamientoque el cuerpo opone a ser acelerado. De esa esa misma expresin se deduce que la aceleracinque sufre el cuerpo, al aplicarle una fuerzaFamayor que la fuerza de rozamientoFrcon la superficie sobre la que se apoya.

Conclusin

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de friccin entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de friccin cintica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de friccin esttica). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscpicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a stas, sino que forma un ngulo con la normal (el ngulo 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.

Bibliografa

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n http://es.slideshare.net/EduardoRobert23/friccin-13157955 http://www.monografias.com/trabajos15/coeficiente-friccion/coeficiente-friccion.shtml

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