FRICCION SECA

 LEYES DE LA FRICCIÓN SECA

Las propiedades elementales de la fricción de deslizamiento fueron descubiertos por el experimento en el 15 al siglo 18 y se expresaron como tres leyes empíricas:

• Primera Ley Amontons: La fuerza de fricción es directamente proporcional a la carga aplicada.

• Segunda Ley Amontons: La fuerza de fricción es independiente del área aparente de contacto.

• Ley de fricción de Coulomb: fricción cinética es independiente de la velocidad de deslizamiento.

Fricción seca

Fricción en seco resiste el movimiento lateral relativo de dos superficies sólidas en contacto. Los dos regímenes de fricción seca son "fricción estática" entre las superficies que no se mueven, y la fricción cinética entre superficies móviles.

Fricción de Coulomb, el nombre de Charles-Augustin de Coulomb, es un modelo aproximado para calcular la fuerza de fricción en seco. Se rige por la ecuación:

Donde:

• Es la fuerza de fricción ejercida por cada superficie en el otro. Es paralela a la superficie, en una dirección opuesta a la fuerza neta aplicada.

• Es el coeficiente de fricción, que es una propiedad empírica de los materiales de contacto,

• Es la fuerza normal ejercida por cada superficie sobre la otra, dirigida perpendicular a la superficie.

La fricción de Coulomb puede tomar cualquier valor desde cero hasta, y la dirección de la fuerza de fricción contra una superficie es opuesta a la superficie de movimiento que experimentaría en la ausencia de fricción. Por lo tanto, en el caso estático, la fuerza de fricción es exactamente lo que debe ser con el fin de impedir el movimiento entre las superficies, sino que equilibra la fuerza neta que tiende a provocar tal movimiento. En este caso, en lugar de proporcionar una estimación de la fuerza de fricción real, la aproximación de Coulomb proporciona un valor umbral para esta fuerza, por encima del cual comenzaría movimiento. Esta fuerza máxima se conoce como tracción.

La fuerza de fricción siempre se ejerce en una dirección que se opone al movimiento o movimiento potencial entre las dos superficies. Por ejemplo, una piedra de curling deslizante a lo largo del hielo experimenta una fuerza cinética frenarla. Para un ejemplo de movimiento del potencial, las ruedas de un coche acelerando experimentan una fuerza de fricción apuntando hacia delante, y si no lo hacían, las ruedas giraban, y la goma se deslice hacia atrás a lo largo de la acera. Tenga en cuenta que no es la dirección del movimiento del vehículo que se opone, que es la dirección de deslizamiento entre el neumático y la carretera.

 COEFICIENTE DE FRICCIÓN

El coeficiente de fricción, a menudo simbolizado por la letra griega, es un valor escalar a dimensional que describe la relación de la fuerza de fricción entre dos cuerpos y la fuerza de presión juntos. El coeficiente de fricción depende de los materiales utilizados, por ejemplo, de hielo sobre el acero tiene un bajo coeficiente de fricción, mientras que el caucho en el pavimento tiene un alto coeficiente de fricción. Los coeficientes de fricción gama de casi cero a más de uno. Bajo buenas condiciones, por ejemplo, un neumático en concreto puede tener un coeficiente de fricción de 1,7.

Para las superficies en reposo respecto a la otra, donde es el coeficiente de fricción estática. Esto suele ser más grande que su homólogo cinético.

Para superficies en movimiento relativo, donde es el coeficiente de fricción cinética. La fricción de Coulomb es igual a, y la fuerza de fricción en cada superficie se ejerce en la dirección opuesta a su movimiento relativo a la otra superficie.

Fue Arthur-Jules Morin quien introdujo el término y demostró la utilidad del coeficiente de fricción. El coeficiente de fricción es una medición empírica - que tiene que ser medido experimentalmente, y no puede ser encontrado a través de cálculos. Superficies más rugosas tienden a tener valores efectivos superiores. Ambos coeficientes estáticos y cinéticos de fricción dependen del par de superficies en contacto; para un par dado de superficies, el coeficiente de fricción estática es generalmente más grande que la de fricción cinética; en algunos conjuntos de los dos coeficientes son iguales, tal como teflón en teflón.

Mayoría de los materiales secos en combinación tienen valores de coeficiente de fricción entre 0,3 y 0,6 - Los valores fuera de este rango son más raros, pero teflón, por ejemplo, pueden tener un coeficiente tan bajo como 0.04 - Un valor de cero significa no hay fricción en absoluto, una propiedad difícil de alcanzar incluso los vehículos de levitación magnética tienen resistencia. Goma en contacto con otras superficies puede producir coeficientes de fricción 1-2. De vez en cuando se sostiene que siempre es <1, pero esto no es cierto. Mientras que en la mayoría de las aplicaciones pertinentes <1, un valor superior a 1 implica simplemente que la fuerza requerida para deslizar un objeto a lo largo de la superficie es mayor que la fuerza normal de la superficie en el objeto. Por ejemplo, caucho de silicona o superficies recubiertas de caucho acrílico tienen un coeficiente de fricción que puede ser sustancialmente más grande que 1.

Aunque a menudo se dice que el COF es un "bienes materiales" es mejor categorizada como "propiedad del sistema." A diferencia de verdaderas propiedades del material, el COF para cualquiera de los dos materiales depende de las variables del sistema tales como la temperatura, la velocidad, la atmósfera y también lo están ahora popularmente se describe como el envejecimiento y deaging veces; así como en las propiedades geométricas de la interfaz entre los materiales. Por ejemplo, un pasador de cobre deslizante contra una placa de cobre de espesor puede tener un COF que varía de 0,6 a bajas velocidades por debajo de 0,2 a altas velocidades cuando la superficie de cobre comienza a fundirse debido al calentamiento por fricción. La velocidad de este último, por supuesto, no determina la COF única, y si el diámetro del pasador se aumenta de modo que el calentamiento por fricción se elimina rápidamente, la temperatura desciende, el pasador permanece sólido y el COF se eleva a la de una prueba de "velocidad baja" .

• Coeficiente negativo de fricción

A partir de 2012, un único estudio ha demostrado

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