jueves, 23 de junio de 2016

ROZAMIENTO Y FRICCION

                                       ROZAMIENTO O FRICCIÓN.
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar(cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelorugoso).
Ejemplo de la fuerza de rozamiento

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento.



La fuerza de rozamiento presenta 3 leyes:
  • La fuerza de rozamiento se opone al movimiento. Al momento de realizar el diagrama de cuerpo libre, la fuerza de rozamiento siempre apunta en dirección opuesta al movimiento.
  • La fuerza de rozamiento es proporcional a la reacción normal.
  • El módulo o magnitud de la fuerza de rozamiento no depende del tamaño de las superficies en contacto.



                                 Problemas de ROZAMIENTO FRICCIÓN.

Problema 1:

Un auto lleva una velocidad de 20 m/seg en el instante en que aplica los frenos en forma constante, y recorre 50 m hasta llegar al reposo. Determinar: a) el tiempo empleado en detenerse; b) el coeficiente cinético de rozamiento entre las llantas y el asfalto.







Paso 1. Con los datos proporcionados, calcular la desaceleración:
  ; despejando y sustituyendo:


.
Paso 2. Con la aceleración obtenida, se calcula ahora el tiempo que tarda en detenerse: ; despejando y sustituyendo valores:
Paso 3. Para calcular el coeficiente de rozamiento dinámico, se utiliza la segunda ley de Newton:
        siendo en este caso  , por ser la única fuerza, la fuerza de rozamiento, la que se opone al movimiento; sustituyendo      se obtiene:
  ; la fuerza normal N es igual al peso del auto por estar sobre una superficie horizontal; por lo que sustituyendo:  ; quedando:
     ; por lo que el valor del coeficiente de rozamiento, es


Problema 2:


Un camión sube por una pendiente de 20° con respecto a la horizontal, con una velocidad constante de  12 m/seg. ¿Cuál será la aceleración del camión al llegar al plano horizontal de la carretera? 



Paso 1. Como la velocidad se mantiene constante en el plano inclinado,

 entonces las únicas dos fuerzas que intervienen son:
 
estas dos fuerzas son iguales por lo  que la velocidad se mantiene constante; como se desconoce el coeficiente de  rozamiento, en lugar de la fuerza de rozamiento utilizaremos su equivalente que  es la fuerza componente del peso del camión  
Paso 2. En el instante en que el camión llega al camino horizontal :
por lo que la aceleración es:
                                                                       


                                              










































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