Fisica General Burbano

122 PESO. ROZAMIENTO. OSCILACIONES
0,2 kp. Para que el cuerpo se mueva con velocidad constante es necesaria una fuerza horizontal
de 0,15 kp.— El rozamiento dinámico es 0,15 kp. Y ¿si una vez adquirido el movimiento se continuase
aplicando una fuerza horizontal de 0,2 kp?— El cuerpo adquiriría una aceleración. Supuesta
la masa del cuerpo 0,5 kg se verificaría:
05 ,
005 , × 98 ,
∑ F = ma
⇒ F − Rd = ma ⇒ 02 , − 015 , = a ⇒ a =
= 098 , ms /
98 ,
05 ,
Deslizando pesos distintos, de la misma materia y con superficies igualmente pulidas, en la
misma superficie horizontal, observamos que «la resistencia al deslizamiento es directamente proporcional
al peso (P) del cuerpo, si sobre éste no actúa ninguna otra fuerza». Colocando en la misma
superficie el mismo cuerpo, de forma que rocen distintas caras de él igualmente pulidas, se observa
que «la resistencia al deslizamiento es independiente del área de la superficie que roza».
Por último, colocando pesos idénticos de diversas sustancias en diversas superficies, se comprueba
que «la resistencia al deslizamiento depende de la naturaleza de las superficies que rozan».
Podemos compendiar los hechos anteriores en las siguientes conclusiones generales:
2
1. La fuerza de rozamiento es paralela a las superficies en contacto y, cuando el cuerpo se
traslada, tiene la dirección de la velocidad y el sentido contrario a ella, y por tanto, la fuerza
de rozamiento produce la disminución del valor absoluto de la velocidad del cuerpo.
2. Es proporcional a la fuerza normal con que se aprietan las superficies en contacto.
3. Es independiente del área de la superficie que roza.
4. Depende de la naturaleza de las superficies que rozan.
5. Una vez que el cuerpo se ha sacado del equilibrio, la fuerza de rozamiento es prácticamente
independiente de la velocidad de deslizamiento. (Esto será cierto siempre que el calor
producido en la fricción sea lo suficientemente pequeño y no altere las superficies en
contacto).
6. Distinguimos entre dos tipos de fuerza de rozamiento; la dinámica que es la que aparece
cuando el cuerpo se desliza sobre la superficie y la estática que será la que actúa cuando el
cuerpo está en reposo, y que alcanza su valor límite en el instante en que el cuerpo inicia el
movimiento.
ROZAMIENTO DINÁMICO
Según la 2ª conclusión, tomará el valor:
en la que m d
es el llamado COEFICIENTE DINÁMICO de rozamiento, característico del tipo del superficies,
y N es la fuerza normal con que se aprietan las superficies en contacto. Esta última fórmula la
podemos escribir vectorialmente según la 1ª conclusión de la siguiente forma:
en la que v es la velocidad del cuerpo que desliza sobre la superficie correspondiente.
Si la superficie sobre la que se desliza el cuerpo es horizontal y sobre el cuerpo no actúan más
fuerzas exteriores que su peso y la normal, entonces: N = P = Mg y por tanto R d
= m d
Mg. En el
dispositivo de la Fig. VI-6, si m es la masa que hace que el sistema se mueva con velocidad constante,
entonces R d
= mg, con lo que se obtiene m d
= m/M; medidas la masa del cuerpo que desliza
y la del que cuelga (con una balanza) se obtendrá un método experimental de cálculo del coeficiente
dinámico de rozamiento.
ROZAMIENTO ESTÁTICO
La fuerza de rozamiento estático toma valores desde cero hasta el valor máximo, acomodándose
a la acción exterior, y mientras la fuerza externa no supere este último valor el cuerpo permanecerá
en reposo. La fuerza de rozamiento estático es siempre de igual módulo y sentido opuesto a
la componente de la fuerza aplicada al cuerpo paralela a la superficie de contacto de éste con otro
cuerpo.
A partir del valor límite definimos el COEFICIENTE DE ROZAMIENTO ESTÁTICO m e
de la forma:
m
e
R
R
d
d
= md
v
=−mdN v
Re,
máx
= ⇔ Re,
máx=
meN
N
donde N es de nuevo la normal con que se aprietan las superficies en contacto. En general pues:
0 ≤ R e
≤ m e
N.
N
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