ROZAMIENTO O FRICCIÓN Todos Todos los cuerpo cuerposs materi materiale aless presen presentan tan en sus superficies asperezas o rugosidades las que genera generann una resist resistenc encia ia u oposic oposición ión al deslizamiento de una superficie sobre la otra; ésta oposición se manifiesta a través de una fuerza (f) paralela a la superficie de contacto y perpendicular a la fuerza normal (N) en dicho contacto. Si las superficies en contacto no deslizan se dice que el rozamiento es estático, en cambio si existe deslizamiento presenta rozamiento cinético.
FZA. DE ROZAMIENTO ESTÁTICO (F S): Es una fuerza variable que trata de evitar el inic inicio io de dell de desl sliz izam amie ient nto; o; su valo valorr camb cambia ia desde un mínimo de cero cuando las superficies no tratan de deslizar, hasta un val valor máxi áximo que se alcan lcanzza cua cuando el desl de sliz izam amie ient ntoo es inmi inmine nent ntee (a punt puntoo de efectuarse).
FS(máx): Fuerza de rozamiento estático máximo μS: coeficiente de rozamiento estático. N : fuerza normal en el contacto.
FZA. DE ROZAMIENTO CINÉTICO (F K): Esta Esta fuer fuerza za se pres presen enta ta cuan cuando do ex exis iste te desl de sliz izam amie ient nto, o, sien siendo do su valo valorr cons consta tant ntee independiente de la velocidad de resbalamiento y del área en contacto; su valor es dire direct ctam amen ente te prop propor orci cion onal al a la fuer fuerza za normal normal en el contac contacto, to, denomi denominán nándos dosee a la constante de proporcionalidad coeficiente de rozamiento cinético.
No hay tendencia al deslizamiento: d eslizamiento:
Hay tendencia al deslizamiento:
fK: fuerza de rozamiento cinético. μK: coeficiente de rozamiento cinético. N: Fuerza normal en el contacto.
OBSERVACIONES: 1) La fuerza fuerza de fricci fricción ón (f) es independiente del área de contacto de las superficies ásperas. Está a punto de deslizar:
2) Para dos superfici superficies es áspera ásperass en contacto se cumple que: fS(max) > fK ⇒ μS > μK
3)
Los coeficientes de rozamiento son números (adimensionales) generalmente entre 0 y 1.
5) La
mínima fuerza para empezar a deslizar al bloque es igual a la fuerza de rozamiento estático máximo.
4) La fricción disminuye con el uso de lubricantes, asimismo la humedad y el calor.
CASOS ESPECIALES 1) Cuando
un bloque está sobre un plano inclinado “θ” respecto de la horizontal, encontrándose a punto de resbalar, entonces:
PROBLEMAS 1. Señale con verdadero (V) o falso (F): I. La fuerza normal siempre es igual al peso. II. La fricción estática es variable. III. La fricción cinética es constante. a) FVV b) VVV c) FFF d) VVF e) FFV 2. Señale con verdadero (V) o falso (F): I. Si el cuerpo está a punto de moverse entonces la fuerza de rozamiento es máxima. II. Los coeficientes de rozamiento no tienen unidad. III. La fuerza de rozamiento no depende del tamaño de las superficies en contacto. a) VVV b) FFF c) VFV d) VFF e) VVF
2) Cuando
el bloque baja con velocidad constante sobre un plano inclinado “α” respecto a la horizontal, entonces:
3. 3) Cuando
el bloque baja con aceleración constante sobre un plano inclinado “α” respecto a la horizontal, entonces:
Si el bloque está en reposo, hallar la fuerza de rozamiento en cada caso:
a) 60 N ; 20 N c) 50 N ; 30 N e) 80 N ; 40 N 4. 4) Desaceleración de un cuerpo.
FÍSICA
2
b) 60 N ; –20 N d) 10 N ; 40 N
Hallar el valor de "F" si el bloque de 9 kg está a punto de resbalar hacia abajo. (μS=0,5 y g=10 m/s2) a) 180 N b) 90 N c) 20 N d) 50 N e) 80 N
Prof. Juan Carlos Cantoral Vilchez
5.
Hallar con qué aceleración se mueve el bloque mostrado. (μk=0,5 ; m=10 kg ; g = 10 m/s2) a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 3 m/s2 d) 4 m/s2 e) 5 m/s2
constante, si μk=0,5. Hallar el módulo de "F". a) 110 N b) 120 N c) 130 N d) 140 N e) 150 N
6.
El extremo de una tabla de madera se ha levantado gradualmente hasta el instante en que está a una altura "h" del piso, y la moneda estará a punto de resbalar; la tabla mide 60 cm y µ S = 0,75. Calcule "h". a) 30 cm b) 36 cm c) 40 cm h d) 44 cm e) 50 cm
TAREA
7.
8.
9.
10.
1.
¿Qué fuerza es la que impulsa hacia delante al andar? a) Peso b) Normal c) Fricción estática d) Fricción cinética e) Fuerza muscular 2. ¿Qué fuerza mínima se necesita, para que un bloque de masa 5 kg no caiga al ser comprimido a una pared vertical por una fuerza perpendicular a la misma? (μS=0,5 ; g=10m/s2) a) 60 N b) 80 N c) 100 N d) 110 N e) 150 N
Hallar la aceleración con la cual se mueve el bloque mostrado sobre el plano inclinado. (μk = 0,75 ; g = 10 m/s2) a) 3,5 m/s2 b) 5 m/s2 c) 2 m/s2 d) 4 m/s2 e) 7 m/s2 Si el sistema se encuentra en reposo y mA=10 kg y mB=8kg; la fuerza de rozamiento en el bloque "A" es: (g=10 m/s2) a) 30 N b) 20 N c) 10 N d) 0 e) 25 N
3.
Hallar "F" tal que el bloque de 16 kg de masa se mueva con una aceleración de 5m/s2, g = 10 m/s2. a) 120 N b) 136 N c) 200 N d) 180 N e) 160 N
4.
El bloque es lanzado en forma rasante sobre una mesa de madera y resbala como se muestra en la figura; la dirección de la reacción de la madera sobre el bloque es: a) b) c) d) e)
5.
¿Cuánto debe valer la fuerza "F" para que el bloque de masa "m" descienda con velocidad constante? (μ: coeficiente de fricción cinético) a) μmg
Calcular la aceleración de los bloques, si: m1=4 kg ; m2=8kg; μk = 1/2 y g = 10 m/s2. a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 3 m/s2 d) 4 m/s2 e) 5 m/s2 Un bloque de 4 kg se desliza hacia la izquierda con velocidad
FÍSICA
3
Prof. Juan Carlos Cantoral Vilchez
b) mg
10.
mg (1 + μ) mg d) (1 - μ)
c)
En el sistema mostrado, hallar la aceleración del carrito "M", sabiendo que "m" no resbala con respecto a "M". (μ S = 0,4 y g = aceleración de la gravedad).
e) N.A. El bloque de masa 30 kg se mueve hacia la derecha con una aceleración de 2 m/s2, si μk=0,2; la fuerza "F" mide: (g = 10 m/s2). a) 8 N b) 16 N c) 24 N d) 12 N e) 20 N 7. Un pequeño bloque de 2 kg de masa resbala sobre el plano inclinado, según la figura. Si parte del reposo y recorre 4 m en 4 s con M.R.U.V., determinar la fuerza de rozamiento. (g = 10 m/s2) a) 11 N b) 22 N c) 10 N d) 12 N e) 7 N 6.
8.
a) g d) g/2
b) 5g/2
c) 2g/5 e) g/3
Si los coeficientes de rozamiento entre "A" y el plano inclinado es: μS = 0,5 y μk = 0,4. Calcular el peso de "B", si "A" de peso 50 N está a punto de moverse hacia abajo. a) 25 N b) 50 N c) 70 N d) 110 N e) 140 N
9.
Hallar el tiempo que tarda el bloque "B" en llegar al piso, si parte del reposo y el coeficiente cinético entre el bloque "A" y la superficie horizontal es 0,2. (m B=4 kg ; mA=2 kg ; g = 10 m/s2)
a) 1s
FÍSICA
b) 2s
c) 3s
d) 4s
e) 5s
4
Prof. Juan Carlos Cantoral Vilchez
