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6.2. Propiedades de la fricción máxima
De nuevo hay que recurrir al experimento a fin
de obtener las características de la fricción máxima f m.
Esta vez investigamos cómo depende el estado de
movimiento inminente con la nonnal N, las dimensiones
y los materiales de fabricación de la caja. He aquí las
observaciones experimentales:
• f m es proporcional a su normal asociada N:
El factor de proporcionalidad )..l se denomina el
coeficiente de fricción. Es un número puro (sin
dimensiones físicas) que depende de la
naturaleza de las superficies en contacto y del
estado de dichas superficies (pulcritud,
lubricación, pulimento, corrosión, oxidación,
humedad, etc.).
• Cm no depende del área de contacto.
El contacto simple puede ser de punto, como en
los casos representados en las Figs. 158a y 158b.
La fricción máxima que se desarrolla en estos
contactos también obedece la relación fm o:: ~ N.
Fig.158
La fricción es una fuerza muy compleja. Los
modelos atómicos de la fricción no explican ciento por
ciento las observaciones macroscópicas. lncluso la
fricción macroscópica puede depender de la "historia"
del contacto, es decir, del modo como ambos cuerpos
hayan llegado al equilibrio.
En la tabla que sigue se muestran valores
típicos del coeficiente de fricción.
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TI-77
Materiales Condiciones Coeficiente
de superficies de fricción
Metal sobre Metal LirnJ'las 0.4 - 1.0
Bien
lubricadas 0.2 - 0.4
No-metal sobre No- No lubricadas 0.4 - 0.9
metal
Bien
lubricadas 0.1 - 0.2
Metal sobre No-metal No lubricadas 0.4 - 0.6
Bien
lubricadas 0.05 - 0. 12
Las tablas de valores de coeficientes de fricción
no son muy confiables. Los óxidos e impurezas
presentes en las superficies afectan apreciablemente el
valor de ~. Es mejor determinar este coeficiente
experimentalmente en cada escenario, para lo cual el
procedimiento más simple es el dado en el Ejemplo 20
en la página siguiente.
Una superficie lisa es aquella cuyo coeficiente
de fricción relativo a cualquiera otra superficie vale
cero. Se trata obviamente de un caso ideal (muy
utilizado en la práctica).
En la situación de movimi~nto inminente, la
fuerza de fricción sobre el cuerpo es la máxima, dada
por f m = J..1N". Apenas el cuerpo empieza a moverse, la
fricción disminuye abruptamente desde su valor
máximo fm hasta otro valor fk denominado la fricción
cinética (Fig. 159). Ésta obedece siempre la relación fk ""
~k N, donde ~k es el coeficiente de fricción cinética.
Grosso modo tenemos que J-1k ::= 0.75 ~.
En los problemas donde inten'ienen fuerzas de
fricción debe tomar en consideración que la fricción
posee un rango de valores, desde O hasta su valor
máximo J-1N. Solamente en la situación de movimiento
inminente puede usarse la relación f :: fm = ~ N; en
cualquiera otra situación no existe relación .empírica
alguna entre la fuerza de fricción f y la normal N.
movimiento inminente moviéndose
Fig.159