Fuerzas de Roce

Buen día Clase

¿Cómo están? Espero que muy bien.Hoy vamos a ver un tema nuevo dentro de la unidad "Dinámica" que es "fuerzas de roce".

Fuerzas de Roce

¿Qué es eso?

Comencemos

Con la clase

Fuerzas de roce

Para comenzar veremos un ejemplo: Supongamos que tenemos un cuerpo que está apoyado sobre una superficie. Tenemos el cuerpo en reposo ya que las fuerzas del peso y la normal se equilibran y no existe ninguna otra fuerza.

• El cuerpo está apoyado sobre el piso
• Inicialmente está en reposo.
• Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son El Peso y La Normal.
• Como no hay ninguna otra fuerza continúa en reposo.

Fuerzas de roce

Supongamos ahora que viene una compañera e intenta mover la caja aplicando una fuerza F en dirección paralela a la dirección del piso y en sentido positivo (hacia la derecha). Pero la compañera no logra mover el objeto.

• Una compañera intenta mover la caja aplicando una fuerza F hacia la derecha.
• El cuerpo continúa en reposo a pesar de que la compañera hizo una fuerza.
• ¿Cómo es posible? Debe existir una fuerza que equilibre a F.

Fuerzas de roce

La fuerza que equilibra a la caja se llama fuerza de fricción o de roce y siempre se opone al movimiento.

• La fuerza que equilibra la fuerza que hizo la compañera se llama fuerza de fricción o fuerza de roce.
• Esta fuerza siempre se opone al movimiento.
• ¿A que se debe esta fuerza? Veamos!

Se debe a las superficies de contacto

La fuerza de fricción es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto, se desplazan uno sobre el otro o intentan hacerlo, sus superficies rozan y se produce una fuerza que se opone al movimiento, llamada fuerza de roce. Es la causante, por ejemplo, de que podamos caminar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso). Cuanto más rugosas son las superficies, mayor es la fuerza de rozamiento entre ellas. También es la causante de que los autos puedan frenar. En la vida real cuando un objeto se mueve estando en contacto con otro SIEMPRE existe una fuerza de roce.

Ya sabemos que son y porqué se originan

Ahora veamos cuantos tipos de fuerzas de roce existen y cómo se calculan

• Existen dos tipos de fuerzas de roce:
• Fuerza de roce estática (fe): cuando el cuerpo no se mueve.
• Fuerza de roce cinética o dinámica (fc): Cuando el cuerpo está moviéndose.
• ¿Qúe son cada una y cómo se calculan?

Fuerza de roce estática

La fuerza de roce estática (fe) que actúa sobre un cuerpo es variable y siempre equilibra las fuerzas que tienden a poner en movimiento al cuerpo.

• Si aplicamos F2 un poco mas grande y vemos que el cuerpo sigue en reposo. Entonces fe=F2
• Entonces vemos que fre no siempre es igual.
• Aumenta hasta el cuerpo se empieza a mover.

• Analicemos la situación.
• Si aplicamos una fuerza pequeña F1 el cuerpo no se mueve (continúa en reposo). Entonces fe=F1
• Ahora apliquemos mayor fuerza:

Fuerza de roce estático máxima

La fuerza de fricción estática aumenta hasta un valor máximo (freM). Este valor viene dado por:

• Este valor límite se denomina "fuerza de roce estático máxima (feM).
• Cuando la fuerza aplicada sobrepase ese valor el cuerpo comenzará a moverse.

• Al aumentar F, comprobamos que también aumenta fre.
• Conservando su magnitud igual a F.
• Pero crecerá hasta un valor límite después del cual dejará de equilibrar a F.

Fuerza de roce estático máxima

La fuerza de fricción estática aumenta hasta un valor máximo (freM). Este valor viene dado por:

• Este coeficiente es diferente para cada diferentes tipos de contacto entre superficies.
• Observemos la tabla.

• Para calcular el módulo de la fuerza de roce estático máxima hacemos lo siguiente.
• Utilizamos la fuerza Normal multiplicada por algo que se llama "Coeficiente de roce estático".

Fuerza de roce cinética o dinámica

Cuando el cuerpo comienza a moverse la fuerza de roce se llama "fuerza de roce dinámica" y se su módulo se calcula de la siguiente manera:

• El valor de fc es menor que feM, es decir el valor de la fuerza de roce disminuye cuando el cuerpo se pone en movimiento.

• Supongamos que ahora el cuerpo comienza a moverse.
• La fuerza de roce sigue acutando sobre el cuerpo y ahora se llama "fuerza de roce dinámica"

Fuerza de roce cinética o dinámica

Cuando el cuerpo comienza a moverse la fuerza de roce se llama "fuerza de roce dinámica" y se su módulo se calcula de la siguiente manera:

• Este coeficiente es diferente para cada diferentes tipos de contacto entre superficies.
• Observemos la tabla.

• Para calcular el módulo de la fuerza de roce cinética hacemos lo siguiente.
• Utilizamos la fuerza Normal multiplicada por algo que se llama "Coeficiente de roce cinético".

Veamos como conclusión lo que pasa en todo el proceso cuando se aplica una fuerza para mover un cuerpo

Video

Antes de continuar veamos el siguiente video en donde se explican algunos detalles.

¿Y cómo se resuleven los ejercicios?

En los nuevos ejercicios tendremos situaciones muy similares a los ejercicios vistos en los prácticos anteriores de Dinámica pero ahora consideraremos que existe fricción entre el piso y el cuerpo. Es decir incluiremos en nuestro diagrama de cuerpo libre las fuerzas de fricción. Enviaré un video resolviendo un problema para que vean como se hace.

Ahora a completar las actividades y ver el video de la clase!

Consigna para hoy

Dejo el detalle de la consigna para hoy

Paso 3

Paso 4

Paso 1

Paso2

Ver video de la clase

Resolver el TP

Ver la clase

Leer Bibliografía

+ info

+ info

+ info

+ info

Gracias!