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Fuerza de fricción o rozamiento

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¿Qué es la fuerza de fricción o de rozamiento?

Un ciclista al dejar de accionar los pedales la bicicleta continúa moviéndose, sin embargo, finalmente se detiene al cabo de determinado tiempo. ¿Cuál es la causa de que esto ocurra?

La causa de toda variación de velocidad es una fuerza. Al apagar un ventilador, dejar de empujar una hamaca en un parque de diversiones, entre otros ejemplos notamos que finalmente el cuerpo en movimiento se detiene. En los ejemplos mencionados anteriormente la causa de la disminución de la velocidad es la acción de la fuerza de rozamiento. A esta fuerza también se le conoce como fuerza de fricción.

Fuerza de rozamiento o de fricción

Es la fuerza que surge durante el movimiento de un cuerpo por la superficie del otro y tiene sentido opuesto al movimiento.

A igual que todas las fuerzas su unidad de medida es el newton (N).

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Causas de la fuerza de rozamiento

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Una de las causas de la fuerza de fricción o rozamiento es la existencia de rugosidades en las superficies en contacto, incluso cuando las superficies aparentemente sean lisas poseen asperezas e irregularidades. En la figura se ha ampliado una porción de la superficie de contacto entre la mesa y el bloque en movimiento. Cuando un cuerpo se desliza por la superficie de otro, las asperezas "se enganchan" unas con otras, y esto hace que surja una fuerza que se opone al movimiento.

 

La fuerza de rozamiento puede disminuir considerablemente si se aplica grasa a las superficie en contacto. La capa que se crea separa a las superficies de los cuerpos impidiendo su contacto.

En la técnica y en la vida se aplica método para disminuir el rozamiento entre superficies que queremos se muevan más fácilmente. Por ejemplo: en los engranaje de un motor de un auto o de una maquinaria de una industria.

Rozamiento por deslizamiento y por rodadura

Durante el deslizamiento de un cuerpo por la superficie de otro, por ejemplo, durante el movimiento de una caja por el piso, surge una fuerza de rozamiento denominada rozamiento por deslizamiento.

Si un cuerpo no se desliza sino rueda por otro, el rozamiento que tiene lugar recibe el nombre de rozamiento por rodadura.




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La fuerza de rozamiento en reposo está dirigida contra el movimiento que puede surgir. Por ejemplo, al empujar un escaparate puede estar ejerciendo una fuerza y no lograr que este salga del reposo. La fuerza de rozamiento aparece al intentar sacar el cuerpo del estado de reposo.

El rozamiento por deslizamiento es mayor que por rodadura. De ahí la utilización de ruedas para disminuir el rozamiento.

Saber más.....
Para medir la fuerza de rozamiento de deslizamiento de un bloque de madera sobre una mesa, se le acopla un dinamómetro y se mueve uniformemente sobre la mesa. La dirección y sentido de la fuerza que ejerce la mano se representa con la flecha "F".

¿Qué indicará el dinamómetro?


R4Sobre el bloque, en la dirección del movimiento actúan dos fuerzas, la de elasticidad del muelle del dinamómetro dirigida en el mismo sentido del movimiento, y la fuerza de rozamiento, en dirección opuesta al movimiento. Puesto que el bloque se desplaza uniformemente, la resultante de esas dos fuerzas es igual a cero, es decir, dichas fuerzas son iguales en valor pero de sentidos opuestos. El dinamómetro indica la fuerza elástica, que en este caso es numéricamente igual a la fuerza de rozamiento.

La física y el deporte

En un juego de fútbol, por ejemplo, no solo es importante cuán fuerte se le pega al balón, sino que es muy importante hacer que el balón se mueva en la dirección correcta.

Todo eso se realiza en numerosas ocasiones con un único golpe de un pie sobre el balón y el otro bien apoyado en el césped. ¿Pero qué sucedería si las suelas de los zapatos de los futbolistas fueran lisas? ¿Tendrían un correcto apoyo para anotar el gol?

La forma de la suela del zapato determina el apoyo con el suelo, y así su desempeño ya que es la única parte del cuerpo que apoya en ese momento.

Así, los beisbolistas, futbolistas y hasta corredores utilizan tacos o spikes en las suelas de su calzado, con características específicas para cada deporte, lo que genera una infinidad de tipos de zapatos. Otra interesante interacción sucede cuando se golpea una pelota de béisbol, o un balón de futbol, estos implementos se deforman en el momento del impacto.

La medida de la interacción entre diferentes cuerpos, capaz de originar aceleraciones y/o deformaciones en los mismos, es lo que podemos llamar fuerza.

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto.

Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar una caja muy grande y pesada y hacemos una fuerza pequeña, la caja no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos esta fuerza de rozamiento y será entonces cuando la caja se pueda mover.

El rozamiento en la vida y en la técnica

El rozamiento tiene gran importancia en la vida y en la técnica. Este puede ser útil o perjudicial. Cuando es útil se tiende a aumentar, y cuando es dañino, a disminuir.

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Ejemplos

  • Sin el rozamiento en reposo, ni las personas ni los animales, podrían andar por la Tierra. Al andar, con los pies empujamos el suelo hacia atrás. Si no hubiera rozamiento los pies resbalarían. también se caería los cuerpos que sujetamos.

  • La fuerza de rozamiento detiene los automóviles, pero también permiten que arranquen. para aumentar el rozamiento las gomas de los autos presentan superficies ranuradas.

En ocasiones el rozamiento es perjudicial y tenemos que tratar de disminuirlo, por ejemplo, en todas las máquinas las partes móviles se calienta y deterioran a causa del rozamiento. Para disminuirlo, las superficies en contacto se hacen lisas y se cubren con grasa. También con este fin, en los ejes giratorios se emplean las cajas de bolas y cojinetes y se engrasan.

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 Actividades de aprendizaje

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Investiga los efectos negativos y positivos que tiene la fuerza de fricción, en la vida diaria y en la técnica.

1. Haz un resumen de los efectos negativos y positivos que tiene la fuerza de fricción en la vida diaria y en la técnica.

2. ¿Qué observaciones y experimentos conocidos por tí muestran que existen la fuerza de rozamiento.

3. ¿Qué fuerza recibe el nombre de fuerza de rozamiento?

4. Diga una de las causas de la fuerza de rozamiento.

5. ¿Cómo influye la grasa en la fuerza de rozamiento?

6. ¿En qué condiciones se habla del rozamiento por deslizamiento?