Fuerza de Fricción

Fuerza de Fricción

Cuando un objeto está en movimiento ya sea sobre una superficie o en un medio viscoso como aire o agua, existe resistencia al movimiento porque el objeto interactúa con su entorno. Las fuerzas de fricción son muy importantes en la vida cotidiana, ya que la interacción entre la superficie del calzado y el piso permite caminar o correr y son necesarias para el movimiento de los vehículos. Sin entrar en detalle, al deslizar una caja sobre el piso, se forman y rompen enlaces entre ambas superficies, donde el número total de enlaces varía; por lo tanto, la fuerza de fricción cinética no es perfectamente constante. Los aceites lubricantes funcionan porque una película de aceite entre dos superficies (entre el pistón y cilindro de un motor) evita que entren en contacto realmente.

1- ¿Qué pregunta central responde “el material de lectura”?                                                                                                          2-¿Por qué la fuerza de fricción es importante en la vida cotidiana?                                                                                                                      

Análisis de la fuerza de fricción en las ruedas de un vehículo.

Para que un móvil comience a moverse, el motor suministra potencia al eje de tracción haciendo que las ruedas giren. Si no hay rozamiento, las ruedas girarían sobre sí mismas. La realidad es que existe rozamiento, la carretera ejerce sobre los neumáticos una fuerza de rozamiento dirigida hacia delante que es necesaria para acelerar el coche. Si la potencia suministrada por el motor es pequeña para que la fuerza que ejercerá los neumáticos sobre el asfalto no sea grande, las dos superficies no deslizan. Las ruedas giran sin deslizar y la superficie de los neumáticos en contacto con el suelo está en reposo relativo respecto a él. Entonces, el rozamiento entre el asfalto y los neumáticos es estático. La máxima fuerza de rozamiento que los neumáticos pueden ejercer sobre el asfalto (y que el asfalto puede ejercer sobre los neumáticos) es femax=uen. En esta instancia la rueda está a punto de deslizar.

Si la potencia del motor es suficientemente grande, el neumático patinará y las ruedas girarán sobre sí mismas. Por lo tanto, la fuerza que acelera el coche es la fuerza de rozamiento cinético que generalmente es de menor magnitud que la fuerza de rozamiento estático. Si nos encontramos con el coche atascado en hielo o nieve, para poder salir es mejor acelerar con mucha suavidad. De la misma forma, si tenemos que detener completamente un coche, la fuerza que ejerce el asfalto sobre las ruedas es estático o cinético, dependiendo de la forma como frenamos. Si frenamos bruscamente es factible que las ruedas se bloqueen, los neumáticos resbalaran sobre el asfalto y la fuerza que parará el coche será la fuerza de rozamiento cinética. Si, en cambio, no frenamos tan bruscamente y no se produce deslizamiento entre los neumáticos y la carretera, la fuerza que parará el coche será la fuerza de rozamiento estático. Los sistemas de frenado antibloqueo (ABS) de los coches utilizan sensores para medir la velocidad de la rueda. Si el dispositivo de control detecta que la rueda está próxima a bloquearse, el sistema modula una seña que hace que la presión del freno disminuya, para instantes después restaurar la presión sobre la rueda y así sucesivamente varias veces por segundo. Esta presión variable es similar a la que se ejerce bombeando el pedal del freno, pero, con el sistema ABS, únicamente se produce la sucesión de presión fuerte presión débil en aquella rueda que está a punto de bloquearse. Con este método se consigue el máximo frenado ya que el rozamiento máximo para detener el coche (femax=uen) es la fuerza de rozamiento estático.

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