Fricción

Fricción

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, entre dos superficies en contacto,
a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) 
o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática).

Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las 
superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza normal entre ambas 
superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que forma un ángulo φ 
con la perpendicular (el ángulo de rozamiento).

Por tanto, la 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.

En el rozamiento entre cuerpos sólidos se ha observado que son válidos de forma 
aproximada los siguientes hechos empíricos:

1.    La fuerza de rozamiento se encuentra en dirección paralela a la superficie de apoyo.

2.    El coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de la 
superficie de contacto.

3.    El coeficiente de rozamiento depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto, 
así como del estado en que se encuentren sus superficies.

4.    La fuerza máxima de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal 
que actúa entre las superficies de contacto.

5.    Para un mismo par de cuerpos (superficies de contacto), el rozamiento es mayor 
un instante antes de que comience el movimiento que cuando ya ha comenzado.

La fórmula para calcular la fricción es:

Donde:

F = Fuerza de fricción (N)

µ = Coeficiente de fricción

N = Fuerza normal (N)

Tipos de Fricción

Los dos tipos de rozamiento o fricción son la estática (F_e) y la dinámica (F_d) 
(también llamada cinética).

La diferencia entre los dos radica en que la estática actúa cuando los cuerpos 
están en reposo relativo, en tanto que la dinámica lo hace cuando ya están en movimiento.


Fricción Estática (F_e)

Es la resistencia que se debe superar para poner en movimiento un cuerpo 
con respecto a otro que se encuentra en contacto.

Donde:

F_e = Fuerza de fricción estática (N)

µ_e = Coeficiente de fricción estático

N = Fuerza normal (N)

Sobre un cuerpo en reposo al que se aplica una fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

F_r: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone
 al movimiento.

W: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, con la que la superficie reacciona sobre el cuerpo sosteniéndolo.

Fricción Dinámica (F_d)

Es la resistencia, de magnitud considerada constante, que se opone al movimiento 
pero una vez que éste ya comenzó.

Donde:

F_d = Fuerza de fricción dinámica (N)

µ_d = Coeficiente de fricción dinámico

N = Fuerza normal (N)

Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben considerarse
 las siguientes fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

F_r: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al
 movimiento.

F_i: fuerza de inercia, que se opone a la aceleración de cuerpo, y que es igual a la 
masa del cuerpo (m) por la aceleración que sufre (a).

W: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.

También es frecuente hacer uso de tablas de coeficientes de fricción o de rozamiento 
ya calculados, como los siguientes: