Fricción

La resistencia a la fricción en el movimiento relativo de dos objetos sólidos suele ser proporcional a la fuerza que presiona juntas las superficies, así como la rugosidad de las superficies. Dado que es la fuerza perpendicular o "normal" a las superficies que afectan a la resistencia a la fricción, esta fuerza se suele llamar la "fuerza normal" y se designa por N. La fuerza de resistencia de fricción puede entonces escribirse:

La fuerza de fricción tambien se presupone que es proporcional al coeficiente de fricción. Sin embargo, la cantidad de fuerza que se requiere para mover un objeto desde el reposo, es usualmente mayor que la fuerza requerida para mantenerlo moviéndose a velocidad constante una vez iniciado el movimiento. Por lo tanto a veces se citan dos coeficientes de fricción para un par dado de superficies -un coeficiente de fricción estática y un coeficiente de fricción cinética-. La expresión de la fuerza de arriba, se puede llamar modelo estándar de fricción de superficie y depende de varios supuestos sobre la fricción

Si bien esta descripción general de la fricción (al que me referiré como el modelo estándar) tiene una utilidad práctica, no es una descripción precisa de la fricción La fricción es en realidad un fenómeno muy complejo que no puede ser representado por un modelo simple. Casi todas las declaraciones simples que se hacen acerca de la fricción, puede ser contrarrestado con ejemplos específicos de lo contrario. Decir que las superficies ásperas experimentan más fricción suena lo suficientemente seguro -obviamente dos trozos de papel de lija grueso,son más difíciles de desplazar entre sí que dos pedazos de papel de lija fino-.Pero si dos piezas planas de metal se hacen progresivamente más suave, se llega a un punto donde la resistencia al movimiento relativo, aumenta. Si se hacen muy plana y lisa, y se eliminan al vacío todos los contaminantes de la superficie, las superficies planas lisas en realidad se adhieren la una a la otra, haciendo lo que se llama una "soldadura en frío".

Fricción y Superficies Rugosas

En general, los coeficientes de fricción para la fricción estática y cinética son diferentes.

Al igual que todas las declaraciones simples acerca de la fricción, esta imagen de la fricción es demasiado simplista. Decir que las superficies ásperas experimentan más fricción suena lo suficientemente seguro -obviamente dos trozos de papel de lija grueso, son más difíciles de desplazar entre sí que dos pedazos de papel de lija fino-. Pero si dos piezas planas de metal se hacen progresivamente más suave, se llega a un punto donde la resistencia al movimiento relativo, aumenta. Si se hacen muy plana y lisa, y se eliminan al vacío todos los contaminantes de la superficie, las superficies planas lisas en realidad se adhieren la una a la otra, haciendo lo que se llama una "soldadura en frío". Una vez que alcance un cierto grado de suavidad mecánica, la resistencia a la fricción se encuentra que depende de la naturaleza de las fuerzas moleculares en el área de contacto, por lo que la comparación de la "suavidad" de las sustancias, pueden dar coeficientes de fricción muy diferente

Un contraejemplo fácilmente observarble a la idea de que las superficies rugosas presentan mayor fricción, es el caso del vidrio esmerilado frente al cristal liso. Las placas de vidrio liso, presentan al contacto entre sus superficies, mucho más resistencia por fricción al movimiento relativo de una contra la otra, que las superficies rugosas de cristal más áspero.

Coeficiente de Fricción

La fricción se caracteriza típicamente por un coeficiente de fricción, que es la razón entre la fuerza de resistencia a la fricción, y la fuerza normal que presiona juntas las superficies. En este caso la fuerza normal es el peso del bloque. Tipicamente hay una significativa diferencia entre el coeficiente de fricción estática y la fricción cinética.

Tenga en cuenta que el coeficiente de fricción estática no caracteriza la fricción estática en general, pero representa las condiciones para el umbral del movimiento solamente.

Fuerza Normal

Las fuerzas de resistencias de fricción son tipicamente proporcional a la fuerza que presiona juntas las superficies. Esta fuerza, que afectará a la resistencia de fricción es la componente de la fuerza aplicada que actúa en forma perpendicular o "normal" a las superficies que están en contacto, y se le llama típicamente como la fuerza normal. En muchas situaciones, la fuerza normal es justo el peso del objeto que está apoyado sobre alguna superficie, pero si el objeto está situado en un plano inclinado, o tiene componentes de la fuerza aplicada perpendiculares a la superficie, entonces no es igual al peso.

El caso de arriba se encuentra normalmente en situaciones de objetos en reposo o en movimiento en línea recta. Para movimientos curvos, hay casos como un coche sobre curva peraltada, donde la fuerza normal está determinada por el análisis de la situación. En ese caso, la fuerza normal depende de la velocidad del coche, así como del ángulo del peralte.