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CAPÍTULO 6
FUERZA DE FRICCIÓN O ROZAMIENTO
6.1. Una experiencia
En general, la interacción entre dos superficies
en contacto simple es más compHcada de lo que
hemos descrito hasta ahora. En realidad consta no
solamente de la conocida fuerza normal "N" - que
como sabemos actúa perpendicularmente a las
superficies contactantes-, sino adicionalmente de una
componente que es tangencial a dichas superficies: la
llamada fuerza de fricción o rozamiento.
Las propiedades principales de la fuerza de
fricción pueden deducirse a partir de una experiencia
muy simple. Coloquemos una caja pesada sobre una
superficie horizontal (Mire la Fig. 155) Y tratemos de
ponerla en movip1iento aplicándole cierta fuerza
horizontal F. Por ahora apartemos de la discusión las
fuerzas verticales del peso y la normal, que se
cancelan.
~f
Fig.155
Sabemos por experiencia que si F es muy
pequeña la caja no se moverá. De la condición de
equilibrio se deduce entonces que, al mismo tiempo
que se aplica F, se genera otra fuerza igual y opuesta,
" f", que contrarresta su efecto. Esta es la fuerza de
fricción.
Incrementemos poco a poco la fuerza aplicada
F (mire la Fig. 156), todavía sin que la caja se mueva,
Debe ocurrir que la fricción f se incremente en la
misma proporción que F, a modo de mantener la
igualdad f;: F que garantice el equilibrio observado.
19l V
f f
Fig. 156. La fricción aumenta con F hasta llegar
a su valor máximo f m.
Sin embargo, sabemos que sí es posible mover
la caja empujándola con una fuerza F suficientemente
grande, Esto significa que se llega a una situación en
que la fricción ya no puede compensar la fuerza.
aplicada F, de tal manera que el equilibrio se rompe.
La fricción es la resistencia que oponen las
superficies al deslizamiento relativo mutuo. Pero las
superficies no pueden desarrollar esta oposición más
allá de cierto valor máximo f m. En tanto F es menor
que fm, hay equilibrio. Si F es justamente igual a fm, la
caja está a punto de moverse (su movimiento es
inminente), esto es, cualquier cosa que aumente F por
encima de f m motivará que la caja se mueva ("se
deslice" o "resbale"), por leve que sea su movimiento.
Si F sobrepasa el valor fm la caja se moverá acelerada–
mente.
Relacionemos lo anterio r con el DeL completo
de la caja, supuesta en equilibrio.
El contacto de la caja con la superficie
horizontal genera sobre aquella una fuerza inclinada
S (Fig, 157a). La componente vertical de S es la
familiar fuerza normal N que equilibra al peso; la
componente horizontal es la fuerza de fricción f que
equilibra a la fuerza aplicada F (Fig. 157c). Es práctico
trazar en los DCL's la fuerza S ya descompuesta en
sus dos componentes N y f. como vemos en las Figs.
157b,c.
S ~ I I f
~N w
N
f
Fig. 157
En general,
(29) El contacto simple entre superficies da
lugar a una interacción S con dos componentes
que son la normal N y la fricción f.
Recordemos entonces que toda normal N viene
acompañada en general de una fuerza de fricción f.