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FUERZA DE ROZAMIENTO

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by

Chantal Gutiérrez Álvarez

on 23 November 2013

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Transcript of FUERZA DE ROZAMIENTO

¿Cómo se mide la fuerza de rozamiento?
Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que se producen sobre los objetos.
Leyes de la fuerza de rozamiento
Aunque se limite el estudio al rozamiento por deslizamiento, la interpretación de las fuerzas de rozamiento es muy compleja.
Las consecuencias principales que genera la fuerza de rozamiento es la
fricción
que ocurre entre dos superficies que están en movimiento, las cuales generan el desgaste por las asperezas que entran en contacto y, a su vez ,producen un incremento considerable en la temperatura (a mayor rozamiento , mayor temperatura) . Lo anterior se traduce en ruido,deterioro de los equipos (neumáticos) , gastos de mantenimiento.
FUERZA DE ROZAMIENTO
La fuerza de rozamiento se produce cuando hay dos cuerpos en contacto , estos, por su naturaleza oponen resistencia a cualquier tipo de movimiento de uno respecto al otro.
Existen dos tipos de rozamiento. Cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto, hablamos entonces de
fuerza de rozamiento estática
. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de
fuerza de rozamiento dinámica
.
Representa la interacción entre un cuerpo y la superficie sobre la que se desliza.
Muchos son los accidentes que resultan como consecuencia de los fenómenos que afectan la acción del vehículo producidos directamente por la fuerza de rozamiento. Estos fenómenos son: fricción, gravedad, fuerza centrífuga, fuerza de impacto, aquaplaning y efectos ópticos.
La mayoría de los accidentes son causados por excesos de velocidad. A continuación, hablaremos de una tecnología preparada para evitar accidentes pero a la vez con desventajas.
Sistema Anti-Bloqueo (ABS) de frenos, hace referencia a uno de los mayores avances en seguridad activa en el automóvil.
La finalidad principal del equipo de frenos de un vehículo es reducir la velocidad a la que se desplaza y, por lo tanto, hacer que las ruedas dejen de dar vueltas.
¿Qué es la fuerza de rozamiento?
Laboratorio:
En el laboratorio, dicha fuerza se puede medir de diversas maneras. La más utilizada es cuando se coloca un objeto sobre un plano inclinado. Este se desliza a una
velocidad constante
formando dos componentes, una paralela al plano
(m·g=sena)
y otra horizontal a este
(m·g=cosa)
esto, relacionado entre sí da lugar a que el coeficiente de rozamiento dinámico del objeto que se desliza es igual a la
tangente del ángulo (sena/cosa).


http://www.educaplus.org/play-257-Din%C3%A1mica-de-un-bloque-con-velocidad-inicial-en-un-plano-inclinado.html
Realidad:
Debido al rozamiento por rodadura hay que vigilar la presión de los neumáticos, pues esta, ejerce un papel fundamental a medir la fuerza empleada:

- Si es demasiado baja, aumenta el rozamiento (menor desgaste) y se consume una cantidad excesiva de energía.
- Si es demasiado alta (mayor desgaste), se hace más difícil frenar un coche, ya que se reduce el área de contacto.
¿Cuáles son las consecuencias?
La búsqueda de leyes que puedan expresar esta fuerza global de rozamiento, comienza históricamente con Leonardo da Vinci, que investigó el movimiento de un bloque rectangular, deslizando sobre una superficie plana. Este estudio de Leonardo pasó desapercibido.
NEWTTON
1. Primer principio/ Principio de la Inercia:
Este explica que si sobre un cuerpo no actúa una fuerza o la suma de las fuerza es 0, el cuerpo no modificará su estado de reposo o movimiento.

REPOSO O MRU.
Medio siglo después, Coulomb, añadió las conocidas “Leyes de Coulomb”, que decían:
- Cuando se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre otro, las microscópicas uniones electromagnéticas se producen en su superficie.
- Depende de la naturaleza de los materiales de las superficies y del tratamiento que hayan recibido.
- Depende de la “presión” que ejerce el cuerpo contra la superficie.
- Es independiente del tamaño de la superficie sobre la que se apoya el cuerpo.
En 1781, establece que la fuerza de rozamiento máxima (FRmax) que puede existir entre dos cuerpos en contacto es directamente proporcional al valor de la fuerza normal (N) de contacto entre ellos.
-Segundo Principio:
Si el sumatorio de las fuerza es distinto de 0 se experimenta una aceleración.

-Tercer Principio: ACCIÓN Y REACCIÓN.
Las fuerzas nacen por parejas. Esta fuerza se produce entre dos cuerpos, el segundo ejerce sobre el primero una fuera de mismo módulo y dirección pero de sentido contrario.
El valor de la fuerza de rozamiento Fr, coincide con el de la fuerza F cuando el cuerpo está en reposo, y alcanza su valor máximo μ ·N cuando está en movimiento.
El coeficiente de rozamiento estático μe, siempre es mayor que el coeficiente de rozamiento dinámico o cinético μd, pues las uniones entre las superficies son más intentas al iniciarse el movimiento que cuando el cuerpo ya está en movimiento.
¿Cómo influye la fuerza de rozamiento en un accidente?
Bibliografía:
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/froz.html
http://www.slideshare.net/torimatcordova/fuerza-de-rozamiento-15376425
http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/1bach/rozamiento/index.htm
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerza_Roce.html
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/rozamiento/dinamico2/dinamico2.htm
http://www.monografias.com/trabajos89/fuerzas-desarrolladas-frenado-vehiculos-dinamica/fuerzas-desarrolladas-frenado-vehiculos-dinamica.shtml
http://www.xatakaciencia.com/fisica/la-influencia-de-la-velocidad-en-los-accidentes-de-trafico
https://www.youtube.com/
http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/escenas/fuerzas_presiones/medidadecoefrozamiento.php
-LIBRO DE FÍSICA Y QUÍMICA, 1º BACHILLER.


Índice:
-¿Qué es la fuerza de rozamiento?.
-¿Cómo se mide?.
-Leyes.
-Consecuencias.
- ABS en los accidentes.
En esta gráfica la pendiente del primer tramo es la unidad, ya que en esa región la fuerza de rozamiento no ha alcanzado su valor máximo y es igual en magnitud a la fuerza aplicada. Cuando se alcanza el deslizamiento inminente, se produce un cambio brusco y a partir de ahí la fuerza de rozamiento es más o menos constante, pero con fluctuaciones.
El rozamiento por rodadura es el que se produce cuando dos sólidos están en contacto y uno rueda sobre el otro. Es la principal manera de medir el coeficiente de rozamiento en los vehículos, pues, esta se puede medir mediante el desgaste producido en los neumáticos del propio vehículo. Este coeficiente viene dado por:






Siendo d el diámetro de la rueda y z la “distancia de hundimiento”. Cuanto mayor sea ésta, mayor el rozamiento, pues, a mayor velocidad mayor rozamiento.
Existen dos maneras de medir la fuerza de rozamiento:
En la siguiente imagen se refleja la manera de medir dicho coeficiente,
z
indica el hundimiento que el vehículo ejerce sobre la superficie por el rozamiento, a mayor velocidad, mayor rozamiento y desgaste.
El cuerpo solo cambiará si sobre el se ejerce una fuerza sino se mantendría en reposo, ya que el sumatorio de sus fuerzas es 0.
Un camión viaja a 36km/h. Est, a su vez, transporta una caja cuya masa es de 10kg y un contenido dentro de esta de 60kg. En un determinado punto del trayecto una señora cruza la carretera, por lo que tarda 10s en frenar. ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento entre el suelo sobre el que está apoyado el camión y la caja, para que en la frenada no se desplace hacia adelante?
V1= 36km/h
V2= 0km/h
V=V0+a·t
a=-36/10= -3.6 m/s2
sumF=m·a; -Fr=m·(-a
)
μ·m·g=m·a
μ ·-9.8=-3.6
μ = 3.6/9.8= 0.36
Datos:
-m1=10kg.
-m2=60kg.
Fuerzas:
-N(normal), perpendicular a la caja(hacia arriba) que se desliza.
P(peso) perpendicular hacia abajo.Parte de la caja.
-Fr (fuerza de rozamiento), perpendicular a N y P, en sentido contrario al camión.
PROBLEMA
PLANO INCLINADO
Una de las principales ventajas de este dispositivo, es provocar la frenada del vehículo antes de que este resulte accidentado. En la mayoría de las ocasiones resulta beneficioso pues, permite al vehículo la capacidad de frenar a tiempo poniendo a su disposición el manejo y control de la dirección del vehículo, pero, no siempre resulta positivo pues la
INERCIA
siempre está presente, y, a pesar de la ventaja que esta tecnología proporciona, siempre existirá una distancia de frenada la cual llega a provocar cantidades de accidentes.
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