4.1 Ilustración: Rozamiento estático y dinámico

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¿Cómo cambia las cosas la presencia de rozamiento o fricción? Bien, el rozamiento es debido a que los objetos, incluso los de apariencia más suave superficialmente, son de hecho muy rugosos cuando se los observa a nivel microscópico. Por ello, los átomos de diferentes superficies están tan en contacto que pueden formar enlaces químicos entre ellos. Se precisa que se rompan estos enlaces para que pueda haber movimiento. Reinicio. 

La dirección de las fuerzas de fricción es opuesta a la del movimiento y su intensidad es proporcional y perpendicular a la fuerza normal existente entre las superficies en contacto, N. Existen dos tipos de fuerzas de rozamiento: rozamiento estático y dinámico.

El rozamiento estático actúa cuando no hay movimiento relativo entre las superficies en contacto. A la inversa, el rozamiento dinámico actúa cuando hay movimiento relativo entre dichas superficies en contacto. Hay una relación entre la fuerza de fricción y la fuerza normal entre las superficies, que caracterizaremos por el coeficiente de rozamiento que representamos por la letra Griega μ, y los subíndices correspondientes a fricción estática y dinámica, respectivamente: μ_e y  μ_d. Siempre se tiene que μ_e > μ_d.

Considere qué ocurre cuando tira de un bloque estacionario hasta el punto en que todavía no se ha iniciado el movimiento como se muestra en la animación. Fije un valor de 100 kg para la masa y varíe la F_aplicada. Hasta unos 392 N, la fuerza de fricción  f_e se va acomodando a la fuerza aplicada F_aplicada hasta el valor máximo f_{e max} = μ_eN = 392 N, situación en que la fuerza de rozamiento disminuye sensiblemente, el bloque se acelera y la fuerza de rozamiento se convierte en la fricción dinámica opuesta al movimiento, f_k = μ_dN. 

Entonces, ¿cuánto valen μ_e y μ_d? Bien, dado que hasta que F_aplicada = 392 N no hay movimiento, f_{e max} es aproximadamente 392 N. Como N = 980, μ_e = 0.4. Entonces, hay aceleración cuando F_aplicada = 392 N aproximadamente. Como el cambio en velocidad es de unos v = 9.8 m/s en 5 segundos, a = 1.96 m/s². Calculado esto, m a = F_aplicada - f_d = F_aplicada - μ_dN. Y, por tanto, después de algún cálculo, μ_d = 0.2.
 

Ilustración creada por Mario Belloni.
Script creado por  Steve Mellema y  Chuck Niederriter y modificado por Mario Belloni.
© 2004 Pearson Educación S. A.