Incluso durante los años escolares, en el séptimo u octavo grado, cada persona se familiariza con un nuevo concepto de física dinámica: la fricción. Sin embargo, muchos, habiendo madurado, olvidan qué es la fricción y cómo funciona esta fuerza. Tratemos de entender este tema.
Definición del concepto
La fricción es un fenómeno que tiene el siguiente significado: cuando dos cuerpos entran en contacto, se forma una interacción especial en el lugar de su contacto, lo que impide que los cuerpos continúen moviéndose entre sí. Está claro que es posible calcular el valor de la interacción de estos cuerpos. La fuerza de fricción caracteriza cuantitativamente esta interacción. Si se produce fricción entre cuerpos rígidos (por ejemplo, la interacción de un libro con una estantería o una manzana con una mesa), esta interacción se denomina fricción seca.
Debe entenderse que la fricción es una fuerza que tiene una naturaleza electromagnética. Esto quiere decir que la causa de esta fuerza es la interacción entre las partículas que forman tal o cual cuerpo.
¿Qué es la fricción?
Debido a la variedad de artículos que existen en nuestro mundo, puedesdeterminar que cada uno de ellos tiene su propia estructura y tiene propiedades individuales. Esto significa que la interacción entre diferentes elementos será diferente. Para una comprensión correcta de la esencia y la solución competente de muchos problemas de física, se acostumbra separar condicionalmente tres tipos de fricción. Entonces, analicemos cada uno por separado:
- La primera fricción es la fricción estática que ocurre cuando no hay movimiento relativo de dos cuerpos. Podemos ver ejemplos de él en todas partes, porque la fuerza generada por esta fricción mantiene los objetos en equilibrio. Por ejemplo, mercancías en una cinta transportadora en movimiento, un clavo clavado en una pared o una persona de pie en el suelo.
- La fricción por deslizamiento es condicionalmente la segunda fricción. El valor del deslizamiento se define de la siguiente manera: cuando se aplica una fuerza a un cuerpo en equilibrio que es mayor que la fuerza de fricción estática, la fuerza de fricción por deslizamiento comienza a actuar y el cuerpo se mueve.
- Y finalmente, la fricción por rodadura, que explica la interacción de dos cuerpos, uno de los cuales rueda sobre la superficie del otro. La diferencia en la fricción de rodadura y deslizamiento se explica por el hecho de que con cualquier movimiento, las áreas del cuerpo se desplazan a lo largo de la superficie de contacto y, en lugar de romper los enlaces intermoleculares, se forman nuevos. Y en el caso de que la rueda ruede sin resbalar, los enlaces moleculares se rompen mucho más rápido cuando las secciones de la rueda se levantan que cuando se deslizan. Resulta que la fuerza de fricción de rodadura es menor que la fuerza de deslizamiento.
¿Dónde y cómo se puede usar la fricción?
La fricción esun fenómeno insustituible, sin el cual no seríamos capaces de hacer cosas elementales: caminar, sentarnos o simplemente sostener objetos en nuestras manos. Por lo tanto, no subestimes la importancia de la fricción. Como dijo el físico francés Guillaume: "Si no hubiera fricción, nuestra Tierra no tendría ni una sola aspereza, sería como una gota de líquido".
Quizás el mejor ejemplo que caracteriza con mayor precisión la fricción es el funcionamiento de una rueda. Incluso en la antigüedad, se notó que las fuerzas de fricción por rodadura son mucho menores que las fuerzas de fricción por deslizamiento. Fueron los innegables beneficios de la fricción de rodadura lo que hizo que la gente pusiera troncos o rodillos para mover cargas pesadas y voluminosas. Con el tiempo, las personas mejoraron su conocimiento de las asombrosas propiedades de la fricción rodante, observaron el movimiento de los objetos bajo la influencia de las fuerzas de fricción y finalmente ¡inventaron la rueda! En el mundo moderno, es imposible imaginar la vida sin estas piezas irremplazables, ¡porque las ruedas son el segundo "motor" de cualquier transporte!
¿Cómo calcular el valor de la fuerza de fricción?
Como cualquier otra fuerza, la fuerza de fricción tiene valores enteros. Para determinar con precisión cuánta fuerza se requiere para el movimiento u otros tipos de trabajo, es necesario calcular la fuerza de fricción estática. Los ingenieros suelen hacer esto cuando, por ejemplo, construyen fábricas o inventan nuevos dispositivos. Sin embargo, incluso los escolares comunes se enfrentan a ciertas tareas en las que se requiere calcular la fuerza de fricción. pues para contarlovalor, solo necesita usar una fórmula simple: Ffriction=KN, donde k es el coeficiente de fricción. El valor de todos los coeficientes siempre depende de la superficie del objeto sobre el que se mueve o interactúa el cuerpo. "N" en nuestra fórmula significa la fuerza de reacción del soporte sobre el cuerpo. Depende principalmente de la masa del cuerpo que está en contacto con la superficie del soporte.
Calcular el valor de la fuerza en el problema
Suponga que un cuerpo de masa m=3 kg está sobre una tabla horizontal. El coeficiente de fricción entre la tabla de madera y el cuerpo es 0,3 ¿Cómo encontrar el valor de la fuerza de fricción? Es muy simple, todo lo que necesita hacer es ingresar nuestros valores en la fórmula. Solo debe tener en cuenta que N en este caso es igual al peso del cuerpo (según la tercera ley de Newton). Entonces, la fuerza deseada es (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
