La fricción es uno de los conceptos más importantes de la dinámica. ¿Qué sabes sobre eso?

Incluso en los años escolares, en el séptimo o octavo grado, cada persona se familiariza con el nuevo concepto de física dinámica: la fricción. Sin embargo muchos, habiendo crecido, olvidemos, que tal fricción y de qué manera esta fuerza funciona. Intentemos entender este tema.

Definición de concepto

La fricción es un fenómeno que tiene el siguiente significado: cuando dos cuerpos entran en contacto unos con otros, se forma una interacción especial en el lugar de su contacto, impidiendo que los cuerpos continúen moviéndose uno con relación al otro. Claramente, es posible calcular la significación de la interacción de estos cuerpos. La fuerza friccional es precisamente lo que caracteriza cuantitativamente esta interacción. Si la fricción se produce entre sólidos (por ejemplo, la interacción de un libro con una estantería o una manzana con una mesa), entonces tal interacción se llama fricción seca.

Debe entenderse que la fricción es una fuerza que es de naturaleza electromagnética. Esto significa que la causa de esta fuerza es la interacción entre las partículas de las que se compone este o aquel cuerpo.

¿Qué es la fricción?

Debido a la variedad de objetos existentes en nuestro mundo, se puede determinar que cada uno de ellos tiene su propia estructura y posee propiedades individuales. Esto significa que la interacción entre los diferentes objetos será diferente. Para entender correctamente la esencia y la solución competente de muchos problemas en la física, se divide convencionalmente en tres tipos de fricción. Por lo tanto, vamos a analizar cada uno por separado:

• La primera fricción es la fricción de reposo, que ocurre cuando no hay desplazamiento relativo de dos cuerpos. Podemos observar sus ejemplos en todas partes, porque la fuerza que se produce con esta fricción mantiene los objetos en equilibrio. Por ejemplo, los productos en una cinta transportadora en movimiento, un clavo impulsado en la pared o una persona de pie en el suelo.
• La fricción de deslizamiento es condicionalmente de segunda fricción. El valor de deslizamiento se determina de esta manera: cuando se aplica una fuerza al cuerpo en equilibrio, que es mayor que la fuerza de fricción del reposo, la fuerza de fricción deslizante comienza a actuar y el cuerpo se desplaza desde su lugar.
• Finalmente, la fricción por rodadura , que explica la interacción de dos cuerpos, uno de los cuales rueda sobre la superficie del otro. La diferencia de fricción entre rodar y deslizarse se explica por el hecho de que, para cualquier movimiento, las áreas del cuerpo se mueven a lo largo de la superficie de contacto, y en lugar de los enlaces intermoleculares rotos, se forman otras nuevas. Y en el caso de que la rueda ruede sin deslizamiento, los enlaces moleculares en la elevación de las partes de la rueda se rompen mucho más rápido que cuando se desliza. 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 es un fenómeno indispensable, sin el cual no podríamos hacer cosas elementales: caminar, sentarnos o simplemente mantener las cosas a mano. Por lo tanto, no subestime la importancia de la fricción. Como dijo el físico francés Guillaume: "No seas fricción, nuestra Tierra no tendría una sola aspereza, sería como una gota líquida".

Tal vez el mejor ejemplo, que caracteriza con mayor precisión la fricción, es el trabajo de la rueda. Incluso en la antigüedad se observó que las fuerzas de rozamiento de rodadura son mucho menores que las fuerzas de fricción deslizantes. Es el beneficio innegable de la fricción de rodadura que ha hecho que la gente ponga troncos o rodillos para mover cargas pesadas y sobredimensionadas. Con el tiempo, la gente mejoró su conocimiento de las propiedades sorprendentes de la fricción de rodadura, observó el movimiento de objetos bajo la influencia de las fuerzas de fricción y, finalmente, inventó la rueda! En el mundo moderno es imposible imaginar la vida sin estos detalles insustituibles, porque las ruedas son los segundos "motores" de cualquier transporte!

¿Cómo calcular el valor de la fuerza de fricción?

Como cualquier otra fuerza, la fuerza de fricción tiene valores enteros. Con el fin de determinar exactamente cuánta fuerza se requiere mover u otros tipos de trabajo, es necesario calcular la fuerza de fricción de reposo. Esto se hace generalmente por los ingenieros, cuando, por ejemplo, las plantas se construyen o se inventan nuevos dispositivos. Sin embargo, incluso los escolares normales se enfrentan a ciertas tareas, donde se requiere para calcular la fuerza de fricción. Por lo tanto, para calcular su valor, sólo necesita usar una fórmula sencilla: F _fricción = K * N, donde k es el coeficiente de fricción. El valor de todos los coeficientes depende siempre de la superficie del objeto, en la que el cuerpo se mueve o interactúa. "N" en nuestra fórmula significa la fuerza de la reacción de apoyo 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

Supongamos que un cuerpo que pesa m = 3 kg está en una tabla horizontal. El coeficiente de fricción entre la tabla de madera y el cuerpo es de 0,3. ¿Cómo podemos encontrar el valor de la fuerza de fricción? Es muy simple, sólo tiene que sustituir nuestros valores en la fórmula. Sólo hay que tener en cuenta que N en este caso es igual al peso del cuerpo (según la tercera ley de Newton). Por lo tanto, la fuerza requerida es (m * g) * k = (3 kg * 10 m / s ² ) * 0.3 = 9 H.