Secundaria Rozamiento estático y dinámico

[Pepealej]

Me gustaría saber como debo trabajar con cada uno de los rozamientos, tanto estático como dinámico.

Me refiero al cálculo. ¿Cuál es la diferencia en cuanto al cálculo con el rozamiento estático y dinámico?

Gracias

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Re: Rozamiento estático y dinámico

Hola Pepealej,

Te pongo un ejemplo sencillito y creo que así verás bastante bien cuál es la diferencia. Imagínate pues que quieres deslizar un objeto bastante pesado sobre el suelo; empezarías a empujar cada vez con más fuerza hasta que, por fin, el cuerpo empezara a deslizarse, ¿no?. Pues bien, dado que tu fuerza iba en aumento, debemos aceptar también qu ela fuerza de rozamiento se incrementabaa la par que la fuerza aplicada mientras el cuerpo estaba en reposo. Se podría representar gráficamente, buscando me imagino que te vendrá la gráfica que diferencia la región estática de la cinética (de lo que hablamos ahora). Por tanto, podemos llamar a esta parte ''región estática'' o del cuerpo parada, en la que se cumple en todo momento que: $\boxed{\vec F = -\vec F_r}$

Como ves, los módulos de las fuerzas son iguales. Esta situación continuaría del mismo modo hasta que la fuerza $\vec F$ alcanzara cierto valor, de modo que así se iniciaría el movimiento, momento en el que se supera el máximo valor posible de la fuerza de rozamiento (esto coincidiría con el pico de la gráfica).

Una vez que se ha iniciado el movimiento, la fuerza $\vec F$, necesaria para mantenerlo con velocidad constante es ligeramente menor que la que se precisa para inciarlo. Además, durante el movimiento, la fuerza de rozamiento es independiente de la velocidad(eso sí, en cierto rango de valores) y, por tanto, se mantiene constante a pesar de que la fuerza $\vec F$ aumente. Esta parte coincidiría con la región cinética de la gráfica de la que te estoy hablando, en la que el cuerpo, lógicamente, se está moviendo.

Por tanto, se puede decir, o mejor dicho, distinguir dos tipos de fuerza de rozamiento por deslizamiento: la fuerza de rozamiento estática $F_{re}$ y la fuerza de rozamiento cinética $F_{rc}$, y con respecto a ellas, se cumple que:

$\boxed{F_{rc}< F_{re(max)}}$

Y bueno, ¿esta parrafada qué tiene que ver con los coeficientes de rozamiento? Pues mucho, pues, de lo anterior se deriva la existencia de dos valores distintos de coeficientes de rozamiento, el cinético ($\mu_{c}$) y el estático ($\mu_{e}$) y así, como ocurría antes, $\boxed{\mu_c<\mu_e}$. Ten en cuenta además que el coeficiente de rozamiento estático hace referencia al punto de máxima resistencia al movimiento, vamos, justo antes de iniciarse este. Espero haberme explicado.

Saludos,

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Re: Rozamiento estático y dinámico

Mira Pepealej, creo que con este ejemplo se resolverán más tus dudas:

Imagínate un cuerpo de 20Kg que está en reposo sobre una superficie horizontal. Además, te dicen que el coeficiente de rozamiento estático vale 0.5 y el cinético vale 0.2 (como ves, siempre el cinético es menor que el estático). Si te preguntaran cuál es la fuerza mínima necesaria para inciar el movimiento, tendría que irte diréctamente al coeficiente de rozamiento estático, pues, el valor crítico de la fuerza que debes aplicar para que se inicie el movimiento vendrá dado por la igualdad existente entre dicha fuerza y la de rozamiento estático. Además, lógicamente, el movimiento se iniciará en cuenta la fuerza que aplicas supere ligeramente dicho valor ''crítico''. Así pues:

$F=F_{re}\Rightarrow F=\mu_emg=0.5\cdot 20\cdot 9.8=98 N$

Ahora bien, si se le aplica una fuerza mayor, por ejemplo de 200 N, la fuerza de rozamiento es diferente, quiero decir, como ahora la fuerza que actúa es mayor que el valor crítico del que hablábamos, el cuerpo estará en movimiento acelerado, por lo que la fuerza vendrá en función del coeficiente de rozamiento CINÉTICO en este caso:

$F_{rc}=\mu_cmg=0.2\cdot 20\cdot 9.8=39.2 N$

Y así, si te pidieran la aceleración del cuerpo, tendrías que calcular obviamente la fuerza resultante, pero sería la que aplicas (los 200 N) menos la fuerza de rozamiento CINÉTICO, es decir, los 39.2 N, del estático en este caso te olvidas. Creo que así se ve muy bien, si tienes alguna duda, pregunta de todos modos.

Saludos,

[Pepealej]

Re: Rozamiento estático y dinámico

Gracias Cat! O sea que, si estoy trabajando con fuerzas menores a la fuerza de rozamiento estático tengo que tener este en cuenta, y si trabajo con fuerzas mayores me olvido del estático y paso al cinético ¿no es así?

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Re: Rozamiento estático y dinámico

O sea que, si estoy trabajando con fuerzas menores a la fuerza de rozamiento estático tengo que tener este en cuenta, y si trabajo con fuerzas mayores me olvido del estático y paso al cinético ¿no es así?

Date cuenta que una vez superado el valor crítico el movimiento se ha iniciado y consecuentemente la fuerza de rozamiento vendrá determinada por el coeficiente de rozamiento cinético y no estático, pues éste se da antes de inicar el movimiento y marca ese valor crítico, o punto de máxima resistencia al movimiento, del que tanto hablamos.

Saludos,