La fricción es la fuerza que se opone al movimiento de un objeto. Para detener un objeto en movimiento, la fuerza debe actuar en dirección opuesta a la dirección del movimiento. Por ejemplo, si empujas una pelota que está en el suelo, se moverá. La fuerza del empujón lo mueve a otro lugar. Gradualmente, la pelota se ralentiza y deja de moverse. La fuerza que se opone al movimiento de un objeto se llama fricción. En la naturaleza y en la tecnología, hay una gran cantidad de ejemplos de la aplicación de esta fuerza.
Tipos de fricción
Hay diferentes tipos de fricción:
La pala de un patín que se mueve sobre el hielo es un ejemplo de deslizamiento. A medida que el patinador se mueve por la pista, la parte inferior de los patines toca el suelo. La fuente de fricción es el contacto entre la superficie de la hoja y el hielo. El peso de un objeto y el tipo de superficie sobre la que se mueve determinala cantidad de deslizamiento (fricción) entre dos objetos. Un objeto pesado ejerce más presión sobre la superficie sobre la que se desliza, por lo que habrá más fricción por deslizamiento. Dado que la fricción se debe a las fuerzas de atracción entre las superficies de los objetos, la cantidad de fricción depende de los materiales de los dos objetos que interactúan. ¡Prueba a patinar en un lago tranquilo y te resultará mucho más fácil que patinar en un camino de grava accidentado
- Fricción en reposo (cohesión) - la fuerza que ocurre entre 2 cuerpos en contacto y previene la ocurrencia de movimiento. Por ejemplo, para mover un armario, clavar un clavo o atar cordones de zapatos, debe superar la fuerza de adherencia. Hay muchos ejemplos similares de fricción en la naturaleza y la tecnología.
- Cuando andas en bicicleta, el contacto entre la rueda y la carretera es un ejemplo de fricción rodante. Cuando un objeto rueda sobre una superficie, la fuerza requerida para vencer la fricción de rodamiento es mucho menor que la requerida para vencer el deslizamiento.
Fricción cinética
Cuando empujaste el libro sobre la mesa y se movió una cierta distancia, experimentó la fricción de los objetos en movimiento. Esta fuerza se conoce como fuerza de fricción cinética. Actúa sobre una superficie de otra cuando dos superficies rozan entre sí porque una o ambas superficies están en movimiento. Si coloca libros adicionales encima del primer libro para aumentar la fuerza normal, la fuerza de fricción cinética seráaumentar.
Existe la siguiente fórmula: Ffricción=ΜFn. La fuerza de fricción cinética es igual al producto del coeficiente de fricción cinética y la fuerza normal. Hay una relación lineal entre estas dos fuerzas. El coeficiente de fricción cinética relaciona la fuerza de fricción con la fuerza normal. Como es una fuerza, la unidad para medirla es Newton.
Fricción estática
Imagina que estás intentando empujar un sofá por el suelo. Lo presionas con un poco de fuerza, pero no se mueve. La fuerza de fricción estática actúa en respuesta a la fuerza, en un intento de provocar el movimiento de un objeto estacionario. Si no existe tal fuerza sobre el objeto, la fuerza de fricción estática es cero. Si hay una fuerza que intenta provocar el movimiento, la segunda aumentará hasta su valor máximo antes de ser superada y comenzará el movimiento.
Fórmula para esta vista: Ffricción=ΜsFn. La fuerza de fricción estática es menor o igual que el producto del coeficiente de fricción estática Μ (s) y la fuerza normal F (n). En el ejemplo del sofá, la fuerza de fricción estática máxima equilibra la fuerza de la persona que lo empuja hasta que el sofá comienza a moverse.
Medición de coeficientes de fricción
¿Qué determina la fuerza de fricción? En la naturaleza y la tecnología, los materiales con los que se fabrican las superficies desempeñan un papel determinado. Por ejemplo, imagínate tratar de jugar al baloncesto usando calcetines en lugar de zapatos deportivos. Puedeempeorar significativamente sus posibilidades de ganar. El zapato ayuda a proporcionar la potencia necesaria para frenar y cambiar de dirección rápidamente mientras corres en la superficie. Hay más fricción entre tus zapatos y una cancha de baloncesto que entre tus calcetines y un piso de madera pulida.
Varios coeficientes muestran la facilidad con la que un objeto puede deslizarse sobre otro. Sus medidas exactas son muy sensibles a las condiciones de la superficie y se determinan experimentalmente. Las superficies mojadas se comportan de manera muy diferente a las superficies secas.
Física: la fuerza de fricción en la naturaleza y la tecnología
Experimentas fricción todo el tiempo y deberías estar contento de que sea posible. Es esta fuerza la que ayuda a mantener los objetos estacionarios en su lugar, y una persona no se cae al caminar. ¿Qué es la fricción? En la naturaleza y la tecnología, se pueden encontrar ejemplos en cada paso. Puede que no te des cuenta, pero ya estás muy familiarizado con este poder. Ocurre en la dirección opuesta del movimiento, y debido a esto, es una fuerza que afecta el movimiento de los objetos.
Cuando mueves la caja por el piso, la fricción actúa contra la caja en la dirección opuesta a la caja. Mientras caminas por una montaña, la fricción actúa en contra de tu movimiento hacia abajo. Cuando aplicas los frenos en un automóvil y sigues moviéndote por un tiempo, la fricción actúa en contra de tu dirección de deslizamiento, lo que eventualmente ayuda a detener el deslizamiento por completo.
Cuando dos objetos "se frotan" entre sí, se establecen fuerzasatracción entre las moléculas de los objetos, causando fricción. En la naturaleza y la tecnología, puede ocurrir entre casi cualquier fase de la materia: sólidos, líquidos y gases. La fricción ocurre entre dos objetos, como una caja y un piso, pero también puede ocurrir entre los peces y el agua en la que nadan, y los objetos que caen en el aire. La fricción debida al aire tiene un nombre especial: resistencia del aire.
El papel de la fricción en la naturaleza, la tecnología, la vida
La fricción es una parte integral de la experiencia humana. Necesitamos tracción para caminar, estar de pie, trabajar y montar. Al mismo tiempo, necesitamos energía para vencer la resistencia al movimiento, por lo que demasiada fricción requiere un exceso de energía para realizar el trabajo, lo que genera ineficiencia. En el siglo XXI, la humanidad enfrenta los desafíos gemelos de la escasez de energía y el calentamiento global por la quema de combustibles fósiles. Por lo tanto, la capacidad de controlar la fricción se ha convertido en una prioridad en el mundo actual. Sin embargo, muchos aún no comprenden la naturaleza fundamental de la fricción.
La fricción en la naturaleza y la tecnología (física) siempre ha sido un tema de curiosidad. El estudio intensivo del origen de esta fuerza comenzó en el siglo XVI, siguiendo el trabajo pionero de Leonardo da Vinci. Sin embargo, el progreso en la comprensión de su naturaleza ha sido lento, obstaculizado por la f alta de un instrumento para una medición precisa. Los ingeniosos experimentos llevados a cabo por el científico Coulomb y otros han proporcionado información importante para sentar las bases de la comprensión. A partir de finales del siglo XIX y principiosLas máquinas de vapor, las locomotoras y luego los aviones aparecieron en el siglo XX. Además, la exploración espacial requiere una comprensión clara de la fricción y la capacidad de controlarla.
Se ha logrado un progreso significativo en cómo aplicar y controlar la fricción en la tecnología de la naturaleza, en la vida cotidiana, a través de prueba y error. A principios del siglo XXI, surgió una nueva dimensión de fricción a nanoescala debido al uso de nanotecnologías. La comprensión humana de la fricción atómica y molecular se está expandiendo rápidamente. Hoy en día, la eficiencia energética y la producción de energía renovable requieren atención inmediata a medida que la ciencia se esfuerza por reducir las emisiones de carbono. La capacidad de controlar la fricción se convierte en un paso importante en la búsqueda de tecnologías sostenibles. Ese es el indicador de la eficiencia energética. Si es posible reducir las pérdidas de energía innecesarias y aumentar la eficiencia energética actual, esto dará tiempo para desarrollar fuentes de energía alternativas.
Ejemplos de fricción en la vida
La fricción es una fuerza resistiva. Impide el movimiento de otro objeto aplicando alguna fuerza. Pero, ¿de dónde viene este poder? Primero, vale la pena comenzar a considerarlo desde el nivel molecular. La fricción que vemos en la vida cotidiana puede ser causada por la rugosidad de la superficie. Esto es lo que los científicos creyeron durante mucho tiempo que era la razón principal de su aparición.
Los ejemplos más simples de fricción en la naturaleza y la tecnología son los siguientes:
- Al caminar, la fuerza de fricción queafecta la suela, nos da la oportunidad de avanzar.
- Una escalera apoyada contra una pared no cae al suelo.
- Personas atándose los cordones.
- Sin la fuerza de la fricción, los automóviles no podrían conducir no solo cuesta arriba, sino también en una carretera plana.
- En la naturaleza, ayuda a los animales a trepar a los árboles.
Hay muchos puntos de este tipo, también hay casos en los que esta fuerza, por el contrario, puede interferir. Por ejemplo, para reducir la fricción, los peces reciben un lubricante especial, gracias al cual, además de la forma aerodinámica del cuerpo, pueden moverse suavemente en el agua.
