fricción ob
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Marcos Guerrero 1
Repaso de las Leyes de Newton
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Aplicaciones de las Leyes
de Newton con Fricción
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Por Marcos Guerrero
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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.
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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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Explique, ¿por qué el coeficiente de rozamiento
es independiente del área de contacto entre las
dos superficies?
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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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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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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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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.
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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.
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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
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A partir de la ecuación de fricción estática máxima
podemos definir el coeficiente de rozamiento estático.
N
fSMAXS
Definición del coeficiente de rozamiento estático:
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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
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A partir de la ecuación de fricción cinética podemos
definir el coeficiente de rozamiento cinético.
N
fKK
Definición del coeficiente de rozamiento cinético:
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Gráfico fuerza de rozamiento vs. fuerza aplicada.
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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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