Fórmula de la ley de fricción. Fricción

27.05.2019 Educación

Se denominan fuerzas de rozamiento a las interacciones tangenciales entre cuerpos en contacto, derivadas de su movimiento relativo. El coeficiente de fricción μ es una cantidad adimensional.

El rozamiento por rodadura se manifiesta cuando el cuerpo rueda sobre el soporte, y es mucho menor que el rozamiento por deslizamiento. Se ha establecido experimentalmente que la fuerza de fricción depende de la fuerza de presión de los cuerpos entre sí (la fuerza de reacción del soporte), de los materiales de las superficies de fricción y de la velocidad del movimiento relativo.


También es posible clasificar la fricción por su área. Y cuanto mayor sea la fuerza de reacción normal, mayor será la fuerza de fricción. Muestra exactamente cómo la fuerza de fricción por deslizamiento depende de la fuerza de la reacción normal (o, se podría decir, del peso del cuerpo), qué proporción de ella es.


Coeficiente de fricción, fórmula

Entonces, por ejemplo, los objetos de madera se frotan entre sí con un coeficiente de 0,2 a 0,5 (dependiendo del tipo de superficies de madera). La fuerza de la reacción de apoyo normal depende del peso del cuerpo. Es igual a él en módulo, pero de dirección opuesta.


Vea qué es "Fuerza de fricción deslizante" en otros diccionarios:

COEFICIENTE DE FRICCIÓN, una característica cuantitativa de la fuerza requerida para deslizar o mover un material sobre la superficie de otro. Las fuerzas de fricción seca son las fuerzas que surgen cuando dos cuerpos sólidos entran en contacto en ausencia de una capa líquida o gaseosa entre ellos. La fuerza de fricción estática no puede exceder un cierto valor máximo (Ftr)max.


Por lo general, el coeficiente de fricción es menor que la unidad. Cuando un cuerpo sólido se mueve en un líquido o gas, surge una fuerza de fricción viscosa. Las fuerzas de fricción también surgen cuando un cuerpo rueda. Sin embargo, las fuerzas de fricción de rodadura suelen ser bastante pequeñas. Al resolver problemas simples, estas fuerzas se desprecian.


Contabilización de la forma de las guías. Coeficiente de fricción reducido

La existencia de una fuerza de fricción se explica por la interacción de irregularidades en las superficies de los cuerpos. Siempre existe, ya que no existen cuerpos absolutamente lisos. La fuerza de fricción estática es la fuerza mínima que se debe aplicar para que el cuerpo comience a moverse.

La fuerza de reacción del soporte se dirige perpendicularmente a la línea de movimiento y el peso del cuerpo se dirige perpendicularmente al horizonte. Si no hay una capa líquida o gaseosa (lubricación) entre los cuerpos, dicha fricción se denomina seca. De lo contrario, la fricción se llama "líquido".


Sin embargo, la mayoría de las veces esta dependencia se expresa débilmente, y si no se requiere una mayor precisión de medición, entonces "k" puede considerarse constante. Límite, cuando el área de contacto puede contener capas y áreas de diversa naturaleza (películas de óxido, líquido, etc.) - el caso más común en la fricción por deslizamiento.


Fórmula de la fuerza de tracción

En este último caso, las interacciones entre cuerpos se denominan fuerzas de rozamiento. En los movimientos reales siempre surgen fuerzas de rozamiento de mayor o menor magnitud. El cuerpo se mueve de manera uniforme y rectilínea cuando una fuerza externa equilibra la fuerza de fricción que surge durante el movimiento.


Es curiosa la combinación de tres variedades de significados nominativos en la palabra fricción. El término mecánico de fricción se ha utilizado para caracterizar las relaciones sociales. Cojinete liso: un soporte o guía de un mecanismo o máquina (ver máquina), en el que se produce fricción cuando las superficies de contacto se deslizan.

La forma de las guías también afecta la fuerza de fricción en el par de traslación. Como puede verse, en este caso, en gran medida, es posible influir en la magnitud de la fuerza de fricción cambiando el ángulo entre los planos de las guías (aquí, β es la mitad del ángulo de la cuña).


Respuestas a preguntas en ciencias naturales y matemáticas.

Cuando se utilizan ángulos pequeños (cercanos a cero), la fuerza de fricción aumenta a valores muy grandes (a medida que el ángulo de cuña tiende a cero, la fuerza de fricción tiende a infinito). La unidad de fuerza es N (newton). La fuente de la fuerza de tracción son las influencias externas. En el caso de un automóvil, es la fuerza de fricción de las ruedas sobre la superficie de la carretera, en el caso de un barco, la fuerza del chorro de agua lanzado por la hélice.


Ejemplos de resolución de problemas sobre el tema "Fuerza de tracción"

La magnitud de esta fuerza depende débilmente de la magnitud de la velocidad, por lo tanto, al resolver problemas, se considera que tiene una magnitud constante. Solución. Sobre la barra actúan tres fuerzas: la gravedad mg, las reacciones de los apoyos N y la fuerza de rozamiento Ffr (Fig. La última relación permite en la práctica determinar el valor del coeficiente de rozamiento.

Hemos encontrado la dependencia funcional de la fuerza de empuje con el ángulo α. Obviamente, F será el más pequeño para valor más alto denominador. Problema 98-15. El cuerpo A se coloca sobre una placa no lisa BC, que se puede girar alrededor de la bisagra B. Se conoce el coeficiente de fricción / entre el cuerpo A y la placa BC.

Se inserta una placa reemplazable 6 en el hueco del tablero 4 (sombreado en la figura). Nos hemos encontrado repetidamente en nuestras discusiones con fuerzas de fricción de un lado u otro (ver aquí >>>, aquí >>> y aquí >>>). Consideremos algunos "errores" más relacionados con las fuerzas de fricción. El coeficiente μ depende de los materiales de los cuerpos de fricción y del estado de las superficies de contacto.

Como es sabido, la fuerza de rozamiento actúa a lo largo de la superficie de los cuerpos en contacto y está dirigida en dirección opuesta al movimiento relativo del cuerpo (movimiento posible en el caso de rozamiento estático). Además, el coeficiente de fricción depende de la velocidad. La fuerza de fricción estática en el momento del comienzo del deslizamiento. La fuerza de fricción de rodadura depende del radio del objeto rodante. En cuanto a la fuerza de fricción, solo se sabe de antemano que está dirigida a lo largo de un plano inclinado.

Y actúa sobre el cuerpo en la dirección direccion opuesta deslizar.

Las consecuencias negativas de la fricción por deslizamiento en los mecanismos no son solo una disminución de la eficiencia, sino también el desgaste de los mecanismos.


1. Disposiciones generales

La razón principal de la fricción por deslizamiento es que las superficies de los cuerpos que están en contacto son rugosas; en consecuencia, al mover un cuerpo sobre la superficie de otro, se necesita una fuerza para vencer la resistencia de las irregularidades microscópicas de estas superficies. Además de la rugosidad de la superficie, los fenómenos de fricción también están influenciados por las fuerzas de interacción intermolecular entre dos cuerpos.

donde - Cantidad adimensional, que se denomina coeficiente de fricción estática o coeficiente de fricción estática.

La fuerza de rozamiento durante el movimiento es menor que la fuerza de rozamiento estático y el coeficiente de rozamiento del movimiento (coeficiente de rozamiento dinámico) es menor que el coeficiente de rozamiento estático:


2. Ángulo de fricción

A menudo, durante los cálculos de ingeniería, no se hace distinción entre los coeficientes de fricción estáticos y dinámicos y sus valores se determinan para los materiales correspondientes a partir de tablas de tangentes del ángulo. φ 0, formado por la reacción R superficie rugosa con normal norte a la superficie porque μ = tan φ.

Esquina φ 0 llamado ángulo de fricción.

3. Cono de fricción

Considere un cuerpo en un estado de equilibrio último sobre una superficie rugosa. Dependiendo de la acción de fuerzas dadas, la dirección de la reacción límite F0 podría cambiar. El lugar geométrico de todas las posibles direcciones de reacción. F0 en condiciones de contorno forma una superficie cónica - cono de friccion Traemos todas las fuerzas activas que actúan sobre el cuerpo en una resultante R, que forma un ángulo α con la normal a la superficie. Tal fuerza realiza una doble acción: su componente normal determina la reacción de la superficie. norte y, como consecuencia, la fuerza límite de fricción , La componente tangencial de la fuerza R tratando de superar este poder. Con fuerza creciente R ambos componentes aumentarán proporcionalmente. Entonces, el estado de reposo o movimiento del cuerpo no depende del módulo de fuerza. R y está determinado solo por el ángulo de su aplicación. α.

Cuando el cuerpo está en equilibrio, y para que el cuerpo comience a moverse, es necesario y suficiente que la resultante de las fuerzas activas R estaba fuera del cono de fricción.


Ver también

notas

  1. DSTU 2823-94 Resistencia al desgaste de productos de fricción, desgaste y lubricantes. Términos y definiciones.

Fuentes

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  • Teoría de mecanismos y máquinas / A. S. Korenyako; ed. M. K. Afanasiev. - K .: escuela Vishcha. Editorial principal, 1987. - 206 p.

La fuerza de fricción es la cantidad con la que interactúan dos superficies cuando se mueven. Depende de las características de los cuerpos, la dirección del movimiento. Debido a la fricción, la velocidad del cuerpo disminuye y pronto se detiene.

La fuerza de rozamiento es una cantidad dirigida, independiente del área del soporte y del objeto, ya que con el movimiento y el aumento del área aumenta la fuerza de reacción del soporte. Este valor está involucrado en el cálculo de la fuerza de fricción. Como resultado, Ftr \u003d N * m. Aquí N es la reacción del soporte ym es un factor que es una constante a menos que se necesiten cálculos muy precisos. Usando esta fórmula, puede calcular la fuerza de fricción deslizante, que definitivamente debe tenerse en cuenta al resolver problemas relacionados con el movimiento. Si el cuerpo gira sobre la superficie, entonces la fuerza de rodadura debe incluirse en la fórmula. Entonces la fricción se puede encontrar mediante la fórmula Froll = f*N/r. De acuerdo con la fórmula, cuando un cuerpo gira, su radio importa. El valor de f es un coeficiente que se puede encontrar sabiendo de qué material están hechos el cuerpo y la superficie. Este es el coeficiente que está en la tabla.

Hay tres fuerzas de fricción:

  • descansar;
  • deslizar;
  • laminación.


El rozamiento de reposo no permite el movimiento de un objeto, a cuyo movimiento no se aplica fuerza. En consecuencia, los clavos martillados en una superficie de madera no se caen. Lo más interesante es que una persona camina debido a la fricción del descanso, que se dirige en la dirección del movimiento, esto es una excepción a la regla. Idealmente, cuando interactúan dos superficies absolutamente lisas, no debería haber fuerza de fricción. De hecho, es imposible que un objeto esté en reposo o en movimiento sin la resistencia de las superficies.


Durante el movimiento, se produce una resistencia viscosa en el fluido. A diferencia del aire, un cuerpo en un líquido no puede estar en reposo. Comienza a moverse bajo la influencia del agua, por lo tanto, no hay fricción estática en el líquido. Durante el movimiento en el agua, surge la resistencia al movimiento debido a las diferentes velocidades de los flujos que rodean el cuerpo. Para reducir la resistencia al moverse en líquidos, el cuerpo tiene una forma aerodinámica. En la naturaleza, para vencer la resistencia en el agua, el cuerpo del pez tiene un lubricante que reduce la fricción durante el movimiento. Recuerda, cuando un cuerpo se mueve en líquidos, significado diferente resistencia.


Para reducir la resistencia al movimiento de los objetos en el aire, a los cuerpos se les da una forma aerodinámica. Es por eso que los aviones están hechos de acero liso con un cuerpo redondeado y estrecho en el frente.


La fricción en un fluido se ve afectada por su temperatura. Para que el automóvil conduzca normalmente durante las heladas, primero debe calentarse. Como resultado, la viscosidad del aceite disminuye, lo que reduce la resistencia y reduce el desgaste de las piezas. Durante el movimiento en un fluido, la resistencia puede aumentar debido a la aparición de flujos turbulentos. En este caso, la dirección del movimiento se vuelve caótica. Entonces la fórmula toma la forma: F=v2*k. Aquí v es la velocidad y k es un coeficiente que depende de las propiedades del cuerpo y del fluido.


Conociendo las propiedades físicas de los cuerpos y las fuerzas que los acompañan que actúan sobre un objeto, puede calcular fácilmente la fuerza de fricción.


La resistencia que surge al tratar de mover un cuerpo sobre la superficie de otro se llama fricción de deslizamiento. La aparición de fricción se debe principalmente a la rugosidad de los cuerpos en contacto. El estudio de todos los factores que afectan la fricción es un problema físico y mecánico muy complejo, cuya consideración está más allá del alcance del curso de mecánica teórica.

7.1. Leyes del rozamiento por deslizamiento

En los cálculos de ingeniería, por lo general proceden de patrones empíricamente establecidos llamados leyes de fricción deslizante.
Al intentar mover un cuerpo sobre la superficie de otro en el plano de contacto de los cuerpos, fuerza de fricción, que puede tomar cualquier valor de cero a fuerza de fricción última .
La fuerza de fricción límite es numéricamente igual al producto coeficiente de fricción estático a la presión normal o respuesta normal.
El valor de la fuerza de fricción límite en un rango bastante amplio no depende del área de contacto durante la fricción de las superficies.
Cabe señalar que el valor de la fuerza de fricción será igual solo cuando la fuerza de corte que actúa sobre el cuerpo alcance un valor tal que, con el más mínimo aumento, el cuerpo comience a moverse (deslizarse). El equilibrio que se produce cuando la fuerza de rozamiento es , lo llamaremos equilibrio límite.

7.2. Reacción de superficie rugosa. Ángulo de fricción. cono de fricción

Considere un cuerpo de peso que se encuentra sobre un plano rugoso horizontal. Sea aplicada una fuerza horizontal al cuerpo, bajo cuya influencia el cuerpo está en reposo. En este caso, la fuerza debe ser balanceada por otra fuerza, de igual magnitud y dirigida en lado opuesto- fuerza de rozamiento por deslizamiento (Fig. 7.1).


Arroz. 7.1

En consecuencia, la reacción total de una superficie rugosa se compone de dos componentes: la reacción normal y la fuerza de fricción perpendicular a ella. A medida que la fuerza de fricción aumenta de cero a , la reacción total de la superficie rugosa cambiará de a y el ángulo de cero a . El ángulo más grande que forma la reacción total de una superficie rugosa con la normal se llama ángulo de fricción(Figura 7.2a).
Si el vector de la reacción total de una superficie rugosa se gira alrededor de la normal, describirá la superficie de un cono (figura 7.2b), llamada cono de fricción. Al construir un cono de fricción, es posible determinar el equilibrio del cuerpo. Para el equilibrio de un cuerpo que yace sobre una superficie rugosa, es necesario y suficiente que la fuerza que actúa sobre el cuerpo pase dentro del cono de fricción (o a lo largo de su generatriz a través de la parte superior del cono).



Arroz. 7.2

Si se aplica una fuerza a un cuerpo que yace sobre una superficie rugosa, formando un ángulo α con la normal (Fig. 7.3), entonces el cuerpo se moverá solo si la fuerza cortante es mayor valor límite fricción.


Arroz. 7.3

Desde y , entonces . La condición de cambio es la desigualdad o , porque , Eso . Por eso, ninguna fuerza forma un ángulo con la normal , incapaz de mover el cuerpo. Esta condición explica el fenómeno bien conocido en la práctica de la ingeniería de atasco y autofrenado de los cuerpos.

7.3. Directrices para el estudio de las condiciones de equilibrio de los cuerpos en presencia de rozamiento

El estudio del equilibrio de los cuerpos, teniendo en cuenta el rozamiento, se reduce a la consideración de las posiciones límite de equilibrio.
1. Seleccionamos el cuerpo (sistema de cuerpos), cuyo equilibrio debe ser considerado.
2. Disponer todas las fuerzas activas que actúan sobre un cuerpo rígido (sistema de cuerpos).
3. Representamos el sistema de coordenadas.
4. Liberamos el cuerpo de los enlaces, reemplazando su acción con fuerzas de reacción. La reacción de una superficie rugosa se representa como una reacción normal y una fuerza de fricción.
5. Componemos las ecuaciones de equilibrio para el cuerpo seleccionado (sistema de cuerpos).
6. Resolviendo el sistema de ecuaciones resultante, determinamos los valores deseados.

Ejemplo. Escalera homogénea AB peso R descansa con su extremo inferior sobre un suelo rugoso horizontal, y con su extremo superior sobre una pared vertical rugosa. El coeficiente de fricción de las escaleras sobre el suelo y la pared es el mismo e igual. Determinar las reacciones de género N / A y paredes NÓTESE BIEN, así como el mayor ángulo α entre la pared y la escalera en la posición de equilibrio (Fig. 7.4).


Arroz. 7.4

Solución. El estudio del equilibrio de los cuerpos, teniendo en cuenta las fuerzas de rozamiento, se reduce a la consideración de las posiciones límite del equilibrio.
Entonces, al estudiar el equilibrio de la escalera AB, descansando sobre un piso y una pared no lisos, el ángulo de inclinación α debe considerarse limitante, con su aumento, se alterará el equilibrio de las escaleras.
Mostremos en el diagrama las fuerzas que actúan sobre las escaleras y elaboremos las ecuaciones para el equilibrio de fuerzas (Fig. 7.4):


Dónde
De la ecuación (1):
De la ecuación (2):

De la ecuación (3):


Respuesta: para que la escalera esté en equilibrio, es necesario que el ángulo de inclinación a la pared no exceda el ángulo .

7.4. Equilibrio de un cuerpo rígido en presencia de fricción de rodadura

Si el cuerpo bajo consideración tiene la forma de una pista de patinaje y, bajo la acción de fuerzas activas aplicadas, puede rodar a lo largo de la superficie de otro cuerpo, entonces, debido a la deformación de las superficies de estos cuerpos, pueden surgir fuerzas de reacción en el punto de contacto que evitan no sólo el deslizamiento, sino también el rodamiento. Ejemplos de tales rodillos son varias ruedas, como por ejemplo en locomotoras eléctricas, vagones, vehículos de motor, bolas y rodillos en bolas y rodamientos de rodillos etcétera.
Sea un rodillo cilíndrico sobre un plano horizontal bajo la acción de fuerzas activas. El contacto del rodillo con el plano debido a la deformación en realidad no ocurre a lo largo de una generatriz, como en el caso de cuerpos absolutamente rígidos, sino a lo largo de un área determinada. Si las fuerzas activas se aplican simétricamente respecto a la sección media de la pista, es decir, provocan las mismas deformaciones a lo largo de toda su generatriz, entonces sólo se puede estudiar una sección media de la pista. Este caso se analiza a continuación.
Entre la pista de patinaje y el plano sobre el que descansa, surgen fuerzas de fricción si se aplica una fuerza al eje de la pista (figura 7.5), que tiende a moverla a lo largo del plano.


Arroz. 7.5

Considere el caso cuando la fuerza es paralela al plano horizontal. Se sabe por experiencia que cuando el módulo de fuerza cambia de cero a un cierto valor límite, el rodillo permanece en reposo, es decir, las fuerzas que actúan sobre el rodillo están equilibradas. Además de las fuerzas activas (peso y fuerza), la reacción del avión se aplica a la pista, cuyo equilibrio se está considerando. De la condición de equilibrio de tres fuerzas no paralelas se sigue que la reacción del avión debe pasar por el centro de la pista ACERCA DE, ya que en este punto se aplican otras dos fuerzas.
Por lo tanto, el punto de aplicación de la reacción CON debe estar desplazada una cierta distancia δ de la vertical que pasa por el centro de la rueda, de lo contrario la reacción no tendrá una componente horizontal necesaria para satisfacer las condiciones de equilibrio. Descomponemos la reacción del plano en dos componentes: la componente normal y la reacción tangencial, que es la fuerza de fricción (Fig. 7.6).


Arroz. 7.6

En la posición límite del equilibrio de la pista, se le aplicarán dos pares mutuamente equilibrados: un par de fuerzas con un momento (donde r- el radio del rodillo) y el segundo par de fuerzas que mantiene el rodillo en equilibrio.
Momento de una pareja llamada momento de rozamiento por rodadura, está determinada por la fórmula:

De (1) se deduce que para que se produzca un rodamiento puro (sin deslizamiento), es necesario que la fuerza de rozamiento por rodamiento fue menor que la fuerza máxima de fricción por deslizamiento:

Dónde F- coeficiente de rozamiento por deslizamiento.
Así, rodadura pura (sin deslizamiento) será si .
La fricción de rodadura se produce debido a la deformación del rodillo y el plano, por lo que el contacto entre el rodillo y el plano se produce a lo largo de una determinada superficie, desplazada desde el punto inferior del rodillo en la dirección del posible movimiento.
Si la fuerza no está dirigida horizontalmente, entonces debe descomponerse en dos componentes dirigidas horizontal y verticalmente. La componente vertical debe agregarse a la fuerza , y nuevamente llegamos al esquema de la acción de las fuerzas que se muestra en la Fig. 7.6.
Se han establecido las siguientes leyes aproximadas para el mayor momento de un par de fuerzas que impiden rodar:
1. El momento más grande de un par de fuerzas que evita que ruede no depende del radio del rodillo en un rango bastante amplio.
1. valor límite momento es proporcional a la presión normal e igual a ella reacción normal: .
El coeficiente de proporcionalidad δ se llama coeficiente de fricción de rodadura en reposo o coeficiente de rozamiento de segunda clase. El coeficiente δ tiene la dimensión de longitud.
3. El coeficiente de fricción de rodadura δ depende del material de la pista, del plano y del estado físico de sus superficies. El coeficiente de rozamiento durante el rodamiento en primera aproximación puede considerarse independiente de la velocidad angular del rodillo y de su velocidad de deslizamiento sobre el plano. Para el caso de una rueda de vagón que rueda sobre un raíl de acero, el coeficiente de fricción de rodadura es δ=0,5 mm.
Las leyes del rozamiento por rodadura, así como las leyes del rozamiento por deslizamiento, son válidas para no muy grandes presiones normales y materiales de rodillos y planos que no se deforman con demasiada facilidad.
Estas leyes permiten no considerar las deformaciones de la pista y del plano, considerándolos como cuerpos absolutamente rígidos que se tocan en un punto. En este punto de contacto, además de la reacción normal y la fuerza de fricción, también se deben aplicar un par de fuerzas para evitar que ruede.
Para que el rodillo no resbale, se debe cumplir la siguiente condición:

Para que el rodillo no ruede, se debe cumplir la condición

¿Qué es el coeficiente de fricción en física y con qué se relaciona? ¿Cómo se calcula este valor? ¿Cuál es el valor numérico del coeficiente de fricción? Daremos respuestas a estas y algunas otras preguntas que aborda el tema principal en el transcurso del artículo. Por supuesto, analizaremos ejemplos concretos, donde nos encontramos ante un fenómeno en el que aparece el coeficiente de rozamiento.

¿Qué es la fricción?

La fricción es uno de los tipos de interacciones que ocurren entre los cuerpos materiales. Se produce un proceso de rozamiento entre dos cuerpos cuando entran en contacto con una u otra superficie. Como muchos otros tipos de interacción, la fricción existe únicamente teniendo en cuenta la tercera ley de Newton. ¿Cómo funciona en la práctica? Tomemos dos cuerpos absolutamente cualesquiera. Que sean dos bloques de madera de tamaño mediano.

Comencemos a guiarlos uno al lado del otro, haciendo contacto sobre las áreas. Notarás que moverlos entre sí será mucho más difícil que simplemente moverlos en el aire. Aquí es donde el coeficiente de fricción comienza a jugar su papel. EN este caso podemos decir con toda tranquilidad que la fuerza de rozamiento se puede describir mediante la tercera ley de Newton: aplicada al primer cuerpo, será numéricamente (en módulo, como les gusta decir en física) la misma fuerza de rozamiento aplicada al segundo cuerpo. Pero no olvidemos que hay un menos en la tercera ley de Newton, que dice que las fuerzas, aunque son iguales en valor absoluto, están dirigidas en diferentes direcciones. Por tanto, la fuerza de rozamiento es vectorial.

La naturaleza de la fuerza de fricción.


fuerza de fricción deslizante


Anteriormente se dijo que si una fuerza externa excede un cierto valor máximo permitido para el sistema correspondiente, entonces los cuerpos incluidos en dicho sistema se moverán entre sí. Si un cuerpo se moverá o dos, o más, todo esto no tiene importancia. Es importante que en este caso exista una fuerza de fricción por deslizamiento. Si hablamos de su dirección, entonces se dirige en la dirección opuesta a la dirección de deslizamiento (o movimiento). Depende de la velocidad relativa que tengan los cuerpos. Pero esto es si entras en todo tipo de matices físicos.

Cabe señalar que, en la mayoría de los casos, se acostumbra considerar que la fuerza de fricción por deslizamiento es independiente de la velocidad de un cuerpo con respecto a otro. Tampoco tiene nada que ver valor máximo fuerza de fricción estática. Gran cantidad los problemas físicos se resuelven precisamente mediante el uso de un modelo de comportamiento similar, lo que permite facilitar significativamente el proceso de solución.

¿Cuál es el coeficiente de fricción por deslizamiento?


Esto no es más que el coeficiente de proporcionalidad, que está presente en la fórmula que describe el proceso de aplicar la fuerza de fricción a un cuerpo en particular. El coeficiente es una cantidad adimensional. En otras palabras, se expresa exclusivamente en números. No se mide en kilogramos, metros o cualquier otra cosa. En casi todos los casos, el coeficiente de fricción es numéricamente menor que la unidad.

¿De qué depende?

El coeficiente de fricción por deslizamiento depende de dos factores: de qué material están hechos los cuerpos que están en contacto, y también de cómo se trata su superficie. Puede ser en relieve, liso, y se le puede aplicar alguna sustancia especial, que reducirá o aumentará la fricción.

¿Cómo se dirige la fuerza de fricción?

Se dirige hacia el lado opuesto a la dirección de movimiento de dos o más cuerpos en contacto. El vector de dirección se aplica a lo largo de la línea tangente.

Si se produce el contacto entre un sólido y un líquido.

En el caso de que un cuerpo sólido entre en contacto con un líquido (o algún volumen de gas), podemos hablar de la aparición de una fuerza de la llamada fricción viscosa. Por supuesto, será numéricamente mucho menor que la fuerza de fricción seca. Pero su dirección (el vector de acción) sigue siendo la misma. En el caso de fricción viscosa, no se puede hablar de reposo.

La fuerza correspondiente está relacionada con la velocidad del cuerpo. Si la velocidad es pequeña, entonces la fuerza será proporcional a la velocidad. Si es alto, entonces será proporcional al cuadrado de la velocidad. El coeficiente de proporcionalidad estará indisolublemente ligado a la forma de los cuerpos entre los que exista contacto.

Otros casos de ocurrencia de fuerza de fricción

Este proceso también tiene lugar cuando un cuerpo está rodando. Pero por lo general se descuidan en los problemas, ya que la fuerza de fricción de rodadura es muy, muy pequeña. Esto, de hecho, simplifica el proceso de resolución de los problemas correspondientes, manteniendo un grado suficiente de precisión de la respuesta final.

fricción interna

Este proceso también se denomina en física con la palabra alternativa "viscosidad". De hecho, es un retoño de los fenómenos de transferencia. Este proceso es característico de los cuerpos fluidos. Y estamos hablando no solo de líquidos, sino también de sustancias gaseosas. La propiedad de la viscosidad es resistir la transferencia de una parte de una sustancia en relación con otra. En este caso, lógicamente se realiza el trabajo necesario para mover las partículas. Pero se disipa en el espacio circundante en forma de calor.

La ley que determina la fuerza de fricción viscosa fue propuesta por Isaac Newton. Ocurrió en 1687. La ley todavía lleva el nombre del gran científico. Pero todo esto fue solo en teoría, y la confirmación experimental se obtuvo solo a principios del siglo XIX. Los experimentos correspondientes fueron llevados a cabo por Coulomb, Hagen y Poiseuille.

Entonces, la fuerza de fricción viscosa, que afecta al líquido, es proporcional a la velocidad relativa de las capas, así como al área. Al mismo tiempo, es inversamente proporcional a la distancia a la que se encuentran las capas entre sí. El coeficiente de fricción interna es un coeficiente de proporcionalidad, que en este caso viene determinado por el tipo de sustancia gaseosa o líquida.

Otro coeficiente se determinará de manera similar, lo que ocurre en situaciones con el movimiento relativo de dos corrientes. Este es, respectivamente, el coeficiente de fricción hidráulica.