La fricción es un tipo de fuerza que se opone al movimiento de dos objetos entre sí. Es una fuerza de contacto cuando dos objetos están en contacto experimentan fricción.
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La fricción se define como la oposición que ofrecen las superficies que están en contacto cuando estaban en movimiento relativo.
Existen diferentes tipos de fricciones según el tipo de objetos, para oponerse al movimiento de objetos deslizantes o para resistir el movimiento de dos objetos cuando están bajo un movimiento relativo entre sí. Los tipos de fricción son como,
- Fricción estática
- Fricción de deslizamiento
- Fricción rodante
- Friccion kinetica
- Fricción de fluidos.
Fricción estática
La fricción estática, como su nombre indica, estática significa en reposo, por lo que la fricción estática actúa sobre los objetos cuando están en posición de reposo. Cuando ambos objetos están en reposo o uno de los objetos está un poco inclinado o inclinado, la fricción que se opone al movimiento del objeto se conoce como fricción estática.
Fórmula del coeficiente de fricción estática
El coeficiente de fricción estática se puede calcular con la fórmula:
µs = F/N
Dónde
F = Fuerza estática de fricción
μs = coeficiente de fricción estática
N = fuerza normal
Ejemplos de fricción estática
- Un automóvil estacionado en una pendiente, la fricción estática de las ruedas con la carretera mantiene el automóvil en su posición.
- Las gafas sobre la nariz son otro ejemplo común de fricción estática.
- Usar un reloj, colgar una camisa en una percha, un anillo en la mano, cinturones que sujetan nuestros pantalones son algunos ejemplos comunes de fricción estática en la vida.
- Gota de agua en el cristal de una ventana.
- Tejas que se pegan sobre el techo debido a algunas fuerzas fuertes del cemento, aquí la causa de la fricción es química.
Fuerza de fricción estática
Leyes de fricción estática
- En la fricción estática, la fuerza máxima es independiente del área de contacto.
- La fuerza normal es comparativa a la fuerza máxima de fricción estática, significa que, si la fuerza normal aumenta, también aumenta la fuerza externa máxima que el objeto puede poseer sin moverse.
Problemas de muestra
Pregunta 1: Se ejerce una fuerza de 400 N sobre una caja de 10 kg que aún está en el suelo. Si el coeficiente de fricción es 0,3, ¿cuál es el valor de la fricción estática?
Solución:
Dado,
Fuerza F = 400 N,
Coeficiente de fricción, μs= 0.3
La fricción estática viene dada por Fs= metrosFnorte
= 0,3 × 400 N
Fs= 120 norte.
Pregunta 2: Enuncie las leyes de la fricción estática.
Respuesta:
- En la fricción estática, la fuerza máxima es independiente del área de contacto.
- La fuerza normal es comparativa a la fuerza máxima de fricción estática, significa que, si la fuerza normal aumenta, también aumenta la fuerza externa máxima que el objeto puede poseer sin moverse.
Pregunta 3: Una caja mantenida en el suelo experimenta una fuerza de 90 N con un coeficiente de fricción estática de 0,4. Encuentra la fuerza de fricción.
Solución:
Dado,
Fuerza aplicada o fuerza normal N = 90 N
Coeficiente de fricción = 0,4
La fricción estática se puede calcular como: F = μs× norte.
F = 0,4 × 90
= 36 norte
Pregunta 4: Una caja de 40Kg mantenida en el suelo experimenta una fuerza de 60N horizontalmente y su coeficiente de fricción estática de 0,2. Encuentra la fuerza de fricción. ¿Se moverá la caja de su posición?
Solución:
Dado,
Fuerza aplicada = 60 N
Coeficiente de fricción = 0,2
Fuerza normal Fnorte= mg = 40 × 10 = 400 N.
La fricción estática se puede calcular como: F = μs× norte.
F = 0,2 × 400
= 80 norte
Podemos ver que la fuerza de fricción estática, es decir, 80 N, es mayor que la fuerza aplicada de 60 N, lo que significa que la caja permanecerá en su posición.
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Pregunta 5: Se ejerce una fuerza de 50 N sobre la caja mantenida en el suelo con un coeficiente de fricción estática de 0,2. Encuentra la fuerza de fricción.
Solución:
Dado,
Fuerza aplicada o fuerza normal N = 50 N
Coeficiente de fricción = 0,2
La fricción estática se puede calcular como: F = μs× norte.
F = 0,2 × 50
= 10 norte
Pregunta 6: Se ejerce una fuerza de 30 N horizontalmente sobre una caja de 20 kg mantenida en el suelo con un coeficiente de fricción estática de 0,3. Encuentra la fuerza de fricción. ¿Determinar si la caja se moverá o no?
Solución:
Dado,
Fuerza aplicada = 150 N
Coeficiente de fricción = 0,3
Fuerza normal Fnorte= mg = 30 × 10 = 300 N
La fricción estática se puede calcular como: F = μs× norte.
F = 0,3 × 300
= 90 norte
Podemos ver que la fuerza de fricción estática, es decir, 90 N, es mayor que la fuerza aplicada de 30 N, lo que significa que la caja no se moverá de su posición.
Pregunta 7: Una caja que tiene una masa de 20 kg se coloca sobre una superficie lisa. La fricción estática entre estas dos superficies se da como 30 N. ¿Encuentra el coeficiente de fricción estática?
Solución:
Dado,
Masa de la caja, m = 20 kg
Fricción entre ellos, F = 30 N
Coeficiente de fricción estática μs= ?
Lo sabemos,
Fuerza normal, N = mg
Entonces, N = 20 × 9,81 = 196,2 N (g = 9,81)
Para el coeficiente de fricción estática es,
convertir una cadena a una fechametros= F/N
metros= 30/196.2
metros= 0.153