NO ME SALEN
APUNTES TEÓRICOS Y EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
Fuerzas de rozamiento

NATURALEZA DE LAS FUERZAS DE ROZAMIENTO

No basta con entender cómo funcionan las fuerzas de rozamiento, poder predecir su aparición, su dirección y sentido y su módulo... también hace falta una explicación: ¿a qué se deben las fuerzas de rozamiento? ¿por qué existen?

Por suerte, ésas las sabemos... y nos ayudan en muchos casos a predecirlas correctamente.

Y entre partícula y partícula siempre queda espacio vacío.

Una especie de encastre, de enganche. Entonces, cuando se intenta desplazar un cuerpo respecto del otro, las partes enganchadas se resisten al deslizamiento mutuo. La suma de todas esas resistencias constituyen la fuerza de rozamiento.

Esta visión microscópica del asunto explica perfectamente todas las propiedades macroscópicas del fenómeno del rozamiento. Por ejemplo, la dependencia directa con la fuerza que une las superficies, N. Es lógico suponer que cuanto más apretadas estén las superficies enfrentadas, mayor será la intrusión mutua, mayor el grado de encastre, y por lo tanto mayor la fuerza que resistirá del desplazamiento mutuo entre las superficies.

También es lógico que el rozamiento dependa de la rugosidad del par de superficies enfrentadas, μ, que sea mayor cuanto más rugosas sean las superficies y menos cuanto más lisas y pulidas.

Por último, resulta lógico que el coeficiente de rozamiento estático sea mayor al dinámico, μ_e > μ_d, ya que si dos superficies enfrentadas están quietas, sus partículas, sus moléculas, sus átomos, sus lo que sea... tienen suficiente tiempo y oportunidad de intruirse mutuamente, de acomodarse entre sí, de invadirse una a la otra... y luego cuando uno intenta deslizarlas las encuentra mucho más unidas. Si ya se encuentran en movimiento no se les da tiempo suficiente a las rugosidades microscópicas para acomodarse entre sí, y todo se reduce a los innumerables choques entre las partículas que sobresalen de cada uno de los lados.

Te repito una advertencia que ya te hice en el otro apunte de rozamiento:

• Se piensa que las fuerzas de rozamiento dificultan el movimiento, no es así. De hecho hay fuerzas de rozamiento útiles a los fines del movimiento. El tránsito vehicular, por ejemplo, se realiza gracias a la fuerza de rozamiento. Los autos arrancan,  frenan y doblan gracias a la fuerza de rozamiento entre los neumáticos y el pavimento. Los dibujos de las cubiertas de los autos están diseñados para aumentar ese rozamiento, que los automovilistas llaman “agarre”. Salir con las gomas lisas, gastadas, es muy peligroso, ya que el rozamiento es la fuerza primordial de la seguridad vial.

• Pero también hay muchas actividades en las que el rozamiento representa una pérdida de esfuerzos y energía. En esos casos, para disminuir el rozamiento, inventaron los lubricantes. Se trata de fluidos con suavidad al tacto, como grasas y aceites, que se colocan entre las superficies que rozan y las mantienen más separadas entre sí, evitando el “encastre” del rozamiento.

• Si durante la mayor parte de la historia evolutiva de la especie humana no había policía... ¿para qué habremos desarrollado huellas digitales en las yemas de los dedos?
• Si tuvieses que diseñar dos piezas mecánicas con el menor rozamiento posible y pudieses elegir el material de las piezas, ¿qué par eligirías: acero-acero, bronce-bronce o bronce-acero?