Qué es fricción
La fricción es la resistencia que encuentra una superficie u objeto al moverse sobre otro.
El término proviene del latín “frictio” que significa acción y efecto del roce de dos cuerpos.
Esta palabra es empleada principalmente en la física, donde sirve para definir conceptos como:
- La carga por fricción se define como el efecto de perder o ganar cargas eléctricas, normalmente electrones, por medio de un cuerpo neutro eléctricamente.
- Las ruedas de fricción, también conocidas como ruedas de tracción o ruedas pateadoras, son ruedas motorizadas que alteran o mantienen la velocidad de un tren a través de la fricción entre la superficie de la rueda y el vehículo de paseo.
Además, también se utiliza como forma de describir situaciones en las cuales dos personas o grupos no se llevan bien con el otro, o tienen incompatibilidad de personalidades. Ante esto se dice que existe fricción entre ellos.
Características de la fricción
La fórmula de fricción generalmente se define como:
Donde:
- Ff: es la magnitud de fricción.
: es el coeficiente de fricción.
- Fn: es la magnitud de la fuerza normal.
La fuerza Normal a su vez está definida como:
Dónde:
- m: la masa del objeto es m.
- g: es la gravedad.
Esta fuerza depende de factores externos, los cuales son:
- De la naturaleza de las dos superficies en contacto: esta fuerza depende de la suavidad o rugosidad de las dos superficies que están en contacto entre sí. Cuando la superficie es lisa, la fricción entre los dos se reduce, ya que no hay mucho entrelazamiento de irregularidades. Mientras la superficie es rugosa, esta fuerza aumenta.
- Sobre la fuerza que actúa sobre estas superficies: la fuerza de rozamiento aumenta cuando la fuerza se aplica junto a irregularidades.
Tipos de fricción
Los principales tipos de esta fuerza son dos: estática y dinámica o cinética.
Fricción estática
Se define como la fuerza de rozamiento existente entre dos o más superficies que se encuentran en reposo una con respecto a la otra.
La magnitud de la fuerza estática, al ser aplicada una pequeña cantidad de fuerza, es igual, pero en la dirección opuesta. Cuando la fuerza aumenta, en algún punto se alcanza la fuerza de rozamiento estática máxima.
Algunos ejemplos de esta fuerza son:
- Esquiar contra la nieve.
- Crear calor al frotar ambas manos juntas.
- Una lámpara apoyada sobre la mesa.
El coeficiente de fricción estática se denota como µs. La fuerza máxima de rozamiento estático se da como el producto del coeficiente de rozamiento estático y la fuerza normal y la fuerza de rozamiento estático es menor o igual que el producto del coeficiente de rozamiento estático y la fuerza normal. Se define como:
Dónde:
- Fs: fuerza de rozamiento estática.
- µs: coeficiente de fuerza de rozamiento estática.
- Fn: fuerza normal.
- Fsmax: es la fuerza máxima de fuerza de rozamiento estática.
Fricción dinámica
También conocida como fricción cinética, se define como una fuerza que actúa entre superficies en movimiento. Un cuerpo en movimiento sobre una superficie recibe una fuerza que tiene dirección opuesta a su movimiento. La magnitud de dicha fuerza depende del coeficiente de fricción cinética entre ambos materiales. Este coeficiente se denota con el símbolo μ, con un subíndice k. Se expresa en Newtons (N). La ecuación se puede escribir como:
Dónde:
- Fk: fuerza de rozamiento cinética.
: coeficiente de fuerza de rozamiento cinética.
- Fn: fuerza normal.
Ventajas y desventajas de la fricción
La existencia de esta fuerza genera unas ventajas y unas desventajas. Las principales se detallan a continuación:
- Ventajas:
- La soldadura por fricción puede emplearse en la construcción de mejores rodillos, tubos y ejes industriales. El proceso se usa a menudo para fabricar estos sub-ensamblajes para impresoras industriales, equipos de manejo de materiales, así como aplicaciones automotrices, aeroespaciales, marinas y petroleras.
- Los frenos de los automóviles emplean esta fuerza para detener el vehículo.
- Ayuda a caminar, girar y detenerse sobre la tierra.
- Hace que los asteroides se desintegren por toda la atmósfera antes de acercarse al planeta.
- Gracias a ella se pueden encender las cerillas.
- Gracias a la fuerza de rozamiento entre la pluma y la pizarra se pueden hacer escrituras.
- Ayuda a apoyar la escalera contra la pared.
- Es capaz de transformar y transferir la energía en sus diferentes formas.
- Los objetos se pueden apilar sin resbalar.
- Ayuda a hacer fuego.
- Desventajas:
- Genera un calor excesivo, lo que resulta en un desperdicio de energía.
- Se gasta una suma de dinero en evitarla mediante la adopción de procedimientos como la lubricación.
- Debido a que funciona en la orientación inversa del movimiento, disminuye el movimiento de cambio.
- Hace que los movimientos de un objeto desaceleren, lo que requiere de más energía.
- Provoca desgaste de las máquinas.
- Desgasta las piezas de los automóviles.
- Reduce la eficiencia de las máquinas.
- Produce ruido no deseado.
