Fuerza de Rozamiento, ejercicios resueltos
Hoy continuamos con una nueva sesión de nuestro curso de física online, y esta vez revisaremos el tema de fuerza de rozamiento. Hasta ahora, veníamos trabajando sólo con superficies ideales, pero ahora, le añadimos un poco más de realismo y empezamos a tomar en cuenta la fuerza de rozamiento.
¿Qué es la fuerza de rozamiento?
Es la fuerza que aparece cuando tenemos 2 o más superficies en contacto. Idealmente las superficies son lisas, pero en realidad, las superficies presentan irregularidades que originan resistencia al movimiento, y esta resistencia se manifiesta a través de la fuerza de rozamiento.
Por ejemplo, en bloque azul se encuentra sobre la superficies roja, y por fuera vemos lo siguiente:
Pero si vemos a detalle las superficies con un microscopio, veríamos estas irregularidades en las superficies, las cuáles generan una resistencia al movimiento, es decir, una fuerza de rozamiento.
Las leyes del rozamiento
La fuerza de rozamiento presenta 3 leyes:
- La fuerza de rozamiento se opone al movimiento. Al momento de realizar el diagrama de cuerpo libre, la fuerza de rozamiento siempre apunta en dirección opuesta al movimiento.
- La fuerza de rozamiento es proporcional a la reacción normal.
- El módulo o magnitud de la fuerza de rozamiento no depende del tamaño de las superficies en contacto.
Fórmula
La fórmula del rozamiento es la siguiente:
Donde:
- fr = fuerza de rozamiento. Se expresa en Newtons.
- u = coeficiente de rozamiento. Es adimensional.
- N = fuerza o reacción normal. Se expresa en Newtons.
Rozamiento estático y dinámico
Existen 2 formas de rozamiento: estático (cuerpos en reposo), y dinámico (cuerpos en movimiento).
- Fuerza de rozamiento estático (fs): es la fuerza de rozamiento que se opone al posible movimiento del cuerpo en la superficie de contacto. Su fórmula es la siguiente:
- Fuerza de rozamiento cinético (fk): es la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento del cuerpo en la superficie de contacto. Su fórmula es la siguiente:
Hay que tener en cuenta que el coeficiente de rozamiento estático es mayor que el cinético, por lo tanto, la fuerza de rozamiento estático es mayor que la fuerza de rozamiento cinético.
Guía de ejercicios
A continuación, viene una pequeña con guía con algunos problemas propuestos de rozamiento para practicar en casa, la mayoría de los problemas los vamos a resolver en los videos:
Rozamiento ejercicios propuestos PDF
Intro
En el siguiente video, revisamos la explicación detallada del tema de rozamiento:
Nivel 1A
Ahora si, empezamos con la acción, y en este primer ejercicio veremos cómo calcular la fuerza que se debe aplicar a un cuerpo para poder moverlo tomando en cuenta el rozamiento.
Nivel 1B
Ahora veremos un ejercicio con desplazamiento vertical.
Nivel 2A
Veamos un problema resuelto con poleas y pesos.
Nivel 2B
Este ejercicio no es nada sencillo, ya que combinamos planos inclinados con rozamiento.
Nivel 3
Y para terminar, veamos un problema resuelto con rozamiento y momento de fuerza.
Tarea para la casa
Viene ahora tu turno para demostrar que tanto has aprendido en el capítulo resolviendo el siguiente problema.
Solución: F = 83,3N
