La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia elmovimiento de los cuerpos. Es la causante

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática

​

Leyes Clásicas del Rozamiento

​

Las leyes clásicas del rozamiento describen los factores de los que depende la fuerza de rozamiento. Fueron enunciadas por Guillaume Amontons (1663-1705) y Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) y establecen que:

​

• La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos es proporcional a la fuerza normal que ejerce un cuerpo sobre el otro.

• La fuerza de rozamiento no depende del área de contacto de ambos cuerpos, aunque sí de la naturaleza de sus materiales.

• La fuerza de rozamiento no depende de la velocidad a la que se deslicen los cuerpos.

• La fuerza de rozamiento tiene sentido opuesto al movimiento (a la velocidad).

• ​

Partiendo de estos factores, matemáticamente la fuerza de rozamiento se obtiene por medio de la siguiente expresión:

F→r=−μ⋅N⋅u→v

 

donde:

• F→r es la fuerza de rozamiento.

• μ es el coeficiente de rozamiento. Se trata de un valor adimensional que depende de la naturaleza y del tratamiento de las sustancias que están en contacto.

• N es el módulo de la fuerza normal.

• u→v es un vector unitario en la dirección y sentido del vector velocidad.

Observando la ecuación anterior, podemos concluir que su módulo es:

 

Fr=μ⋅N

 

Tipos de Fuerza de Rozamiento

​

Aunque podamos pensar que la fuerza de rozamiento es única, en realidad podemos distinguir dos tipos. Para entenderlo lo ilustraremos con un ejemplo.

Imagina que comienzas a empujar un cuerpo y no consigues moverlo. A medida que comienzas a aumentar la fuerza que aplicas el cuerpo comienza a deslizar. Por tanto, podemos distinguir dos fases, una que se produce antes de empezar a moverse y otra cuando se encuentra en movimiento.

En la primera fase, aunque aplicas la fuerza, este no se mueve. Si no se mueve, la resultante de las fuerzas que se aplican son nulas o lo que es lo mismo, la fuerza que aplicas y la fuerza de rozamiento se anulan:

 

F→=−F→r

En la segunda fase, el cuerpo comienza a deslizarse y la fuerza necesaria para mantenerlo en movimiento es menor que la que se necesita para iniciarlo.

Por tanto, se distinguen dos tipos de fuerza de rozamiento por deslizamiento: la fuerza de rozamiento estática (Fre) y que se ejerce mientras el cuerpo se encuentra bajo la acción de una fuerza que no le confiere movimiento y la fuerza de rozamiento dinámica (Frc) que se ejerce cuando el cuerpo se encuentra en movimiento. En cualquier caso se cumple que:

 

Frc<Fre(max)

donde:

 

Fre(max)=μe⋅NFrc=μc⋅N

 

De lo anterior se deduce que existen dos tipos de coeficiente de rozamiento: el coeficiente de rozamiento estático (μe) y el coeficiente de rozamiento dinámico (μc). μe corresponde con el coeficiente de rozamiento existente justo en el punto en que comienza el movimiento.

 

μc<μe​

​

 

 

 

 

 

​

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

​

formulas:

Fr: U x n

Fr: fuerza de rozamiento

U:coeficiente rozamiento fricción

N: fuerza normal 

​

Fr: P x U

U :coeficiente de rozamiento estatico

p:m x g

p:peso

m:masa 

g: gravedad 

​

ejemplo :

​

Determina el módulo de la fuerza de rozamiento de un cuerpo de 20 kg de masa que se encuentra sobre una superficie horizontal con un coeficiente de rozamiento de 0.20, si:

a) Se encuentra parado

b) Se encuentra en movimiento.

​

Solución

​

Cuestión a)

Como hemos visto en el apartado, siempre que un cuerpo se encuentra en reposo, o el módulo de la fuerza de rozamiento es 0 N, o es igual al valor de una una fuerza que intenta moverlo sin éxito.

​

Cuestión b)

Datos

m = 20 kg

​g = 9.8 m/s2

μ= 0.20

FR = ?

Resolución

La fuerza de rozamiento, se calcula por medio de la siguiente expresión:

FR=μ⋅N

Conocemos μ, sin embargo necesitamos conocer la fuerza normal N. Dado que se encuentra sobre un plano horizontal:

N=P=m⋅g⇒N=20 kg ⋅ 9.8 m/s2 ⇒N = 196 N

Sustituyendo, la fuerza normal en la expresión de la fuerza de rozamiento:

FR=0.2 ⋅ 196 N ⇒FR=39.2 N

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

programando

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​