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Coeficiente de fricción – Fisica 1

Coeficiente de fricción en Fisica 1

Como sabemos, es mucho más fácil deslizar una estufa sobre una pista de hielo que sobre un piso de cemento rugoso, esta dificultad o facilidad que presentan las superficies para deslizar un cuerpo por ellas se mide con los llamados coeficientes de fricción Coeficiente de fricción – Fisica 1 0

Tenemos que a mayor coeficiente de fricción, mas fuerza de fricción, esto es, el hielo tiene un coeficiente de fricción menor que el del cemento, por otro lado es mucho as fácil deslizar por el suelo una hielera de poco peso que una estufa, con esto, podemos concluir que la fricción también depende de la fuerza normal entre estufa y el pesoCoeficiente de fricción – Fisica 1 1

Analizando lo anterior, tenemos que la fuerza de fricción (f) entre dos objetos en contacto es proporcional a la fuerza normal (N) que se ejerce entre las superficies en contacto de los dos objetos y al coeficiente de fricción Coeficiente de fricción – Fisica 1 2 característico de dichas superficies, es decir:Coeficiente de fricción – Fisica 1 3

En donde Coeficiente de fricción – Fisica 1 4 es característico de las superficies en contacto, es una magnitud adminensional

Ya que existen diferentes tipos de fuerza de fricción, existen también coeficientes de fricción de diversa indolente, como se muestra en la tabla siguiente:Coeficiente de fricción – Fisica 1 5

Los materiales anteriores están relacionados por las siguientes ecuaciones:

-Fuerza de fricción estática máximaCoeficiente de fricción – Fisica 1 6

-Fuerza de fricción dinámica o cinética

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-Fuerza de fricción por rodamiento

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Para el mismo par de superficies en contacto se ha confirmado que:Coeficiente de fricción – Fisica 1 9

Al considerar que la fuerza normal entre dichas superficies en contacto es la misma, entonces, para que se cumpla lo anterior, se necesita que:Coeficiente de fricción – Fisica 1 10

Debemos considerar que así como la fuerza de fricción es la responsable de que un balón de fútbol se detenga después de haber recorrido cierta distancia por el piso, también es la responsable de las diversas formas de locomoción, por ejemplo:

-Caminar

-Correr

-Trepar, etc.

Sin embargo, la fricción no siempre es buena, ya que a casa de esta fuerza, mucha de la energía mecánica necesaria para mover objetos y máquinas se transforma en calor y pierde su utilidad

Por lo anterior, los ingenieros procuran evitar el rozamiento en las máquinas, esto puede ser evitado gracias a lubricantes como el aceite

Las fuerzas de fricción entre superficies sólidas puede reducirse considerablemente al lubricar las superficies en contacto

Debemos que considerar que la lubricación es esencial en el trabajo de cualquier máquina, lo cual se aplica al cuerpo humano, ya que las articulaciones se lubrican mediante el fluido sinovial, ejemplo:

Coeficiente de fricción – Fisica 1 11

Otro ejemplo, es cuando una patinadora presiona el hielo por medio de los patines, la presión que ejerce provoca que una capa pequeña de hielo se funda debajo de las cuchillas, esta agua actúa como un lubricante que disminuye la fuerza de fricción entre los patines y el hielo, con esto la patinadora parece moverse sin esfuerzo alguno sobre la pista de hieloCoeficiente de fricción – Fisica 1 12

Ejemplo;

Problema

-Se necesita mover un bloque de madera sobre un piso de madera, sin embargo, antes de hacerlo se desea conocer la fuerza de fricción estática máxima que existe entre dichas superficies

-Tenemos que 𝜇s = 0.4 y que la fuerza normal (Ñ) entre dichas superficies es de 80 N

-¿Qué valor tiene la fuerza de fricción estática máxima?

Solución

Datos

𝜇s = 0.4

N = 80 N

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Fórmula

Coeficiente de fricción – Fisica 1 14

Sustitución

Coeficiente de fricción – Fisica 1 15

Resultado

Coeficiente de fricción – Fisica 1 16

Problema

-Si el bloque de madera del problema anterior se mueve a velocidad constante sobre el piso de madera (𝜇k = 0.3)

-¿Cual es el valor de la fuerza de fricción dinámica?

Solución

Datos

𝜇k = 0.3

N = 80 N

fd = ?

Fórmula

Coeficiente de fricción – Fisica 1 17

Sustitución

Coeficiente de fricción – Fisica 1 18

Resultado

Coeficiente de fricción – Fisica 1 19

Esta fuerza es menor que fsmax

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