Fricción estática frente a deslizamiento
Cuando hay un movimiento relativo o un intento entre dos superficies en contacto, se crean fuerzas que se oponen al movimiento. Generalmente estas fuerzas se conocen como fricción. La fricción ocurre entre superficies sólidas, superficies fluidas y entre superficies fluidas/sólidas. La fricción dentro de un fluido se conoce como viscosidad. La discusión de este artículo se centra principalmente en las fuerzas de fricción que actúan sobre superficies sólidas.
A escala macroscópica, el origen de las fuerzas de fricción se atribuye a las superficies irregulares de los cuerpos. Cuando las pequeñas irregularidades de la superficie, como grietas y protuberancias en la superficie, están sujetas a un movimiento relativo, obstruyen el movimiento de cada una para crear fuerzas de reacción. Hay leyes que explican el comportamiento de las fuerzas de fricción.
1. Cuando dos superficies están en contacto y en movimiento relativo o en un intento de hacerlo, en el punto de contacto, la fuerza de fricción sobre el cuerpo es opuesta en dirección al movimiento del cuerpo.
2. Si las fuerzas de fricción sobre los cuerpos son suficientes para mantener los cuerpos en equilibrio, entonces las fuerzas de fricción se llaman fricción límite y la magnitud de la fricción se puede encontrar considerando el equilibrio.
3. La relación entre el rozamiento límite y la reacción normal entre dos superficies depende de las sustancias de las que están compuestas las superficies y de la naturaleza de las superficies, no de la magnitud de la reacción normal. La relación se conoce como coeficiente de fricción.
4. La magnitud de la fricción límite es independiente del área de contacto de las dos superficies.
5. Cuando está en movimiento, la fuerza de fricción se opone a la dirección del movimiento y es independiente de la velocidad. La relación entre la fuerza de fricción y la reacción normal entre las superficies permanece constante y ligeramente menor que la del caso de fricción límite.
Microscópicamente, el origen de las fuerzas de fricción se atribuye a las fuerzas de repulsión entre los campos electromagnéticos de las moléculas.
¿Qué es la fricción estática?
Cuando el cuerpo está en estado estático (estacionario), las fuerzas de fricción que actúan sobre el cuerpo se conocen como fuerzas de fricción estáticas. En este caso, la suma vectorial de las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo es igual a la magnitud de las fuerzas de fricción pero de dirección opuesta; por tanto, el cuerpo permanece en equilibrio. Las fuerzas de fricción aumentan proporcionalmente a la fuerza externa resultante que actúa sobre el cuerpo hasta que alcanza un límite y comienza a moverse. La fricción estática máxima es la fricción límite.
La fricción es independiente del área de contacto de las dos superficies y depende del material y la naturaleza del cuerpo. Una vez que la fuerza externa resultante excede la fricción límite, el cuerpo comienza a moverse.
¿Qué es la fricción deslizante (dinámica)?
Cuando el cuerpo está en movimiento, las fuerzas de fricción que actúan sobre el cuerpo se conocen como fuerzas de fricción dinámicas. La fuerza de fricción dinámica es independiente de la velocidad y la aceleración. La relación entre la fuerza de rozamiento y la fuerza normal entre las superficies también permanece constante pero ligeramente menor que la relación de la fricción límite.
¿Cuál es la diferencia entre la fricción estática y la fricción deslizante (dinámica)?
• El coeficiente de fricción estática es ligeramente superior al coeficiente de fricción dinámica
• La fricción estática varía proporcionalmente a las fuerzas externas, mientras que las fuerzas de fricción deslizantes (dinámicas) permanecen constantes, independientemente de la velocidad y la aceleración (y la fuerza externa resultante).
