Histricamente, el estudio del rozamiento comienza con Leonardo da Vinci que dedujo las leyes que gobiernan el movimiento de un bloque rectangular que desliza sobre una superficie plana. Sin embargo, este estudio pas desapercibido. En el siglo XVII Guillaume Amontons, fsico francs, redescubri las leyes del rozamiento estudiando el deslizamiento seco de dos superficies planas. Las conclusiones de Amontons son esencialmente las que estudiamos en los libros de Fsica General: La fuerza de rozamiento se opone al movimiento de un bloque que desliza sobre un plano. La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el bloque. La fuerza de rozamiento no depende del rea aparente de contacto. El cientfico francs Coulomb aadi una propiedad ms, Una vez empezado el movimiento, la fuerza de rozamiento es independiente de la velocidad.La friccin seca es la friccin que resiste el movimiento de dos superficies en contacto que deslizan sobre otra. Actan tangente a la superficie en los puntos de contacto de dos cuerpos, se opone al movimiento o posible movimiento relativo a los puntos de contacto. Existen dos tipos de friccin, lubricada, y seca o de coulomb (fue el primero que las estudio en 1781).La friccin lubricada existe cuando la superficie de contacto est separada por una pelcula de fluido (gas o lquido). 1. Depende de la velocidad del fluido y de su capacidad para resistir cuerdas de corte o cizalla.La friccin de coulomb (seca) ocurre entre las superficies de contacto entre los cuerpos en ausencia de un fluido lubricante.La friccin seca se opone o dificulta el desplazamiento entre cuerpo. Se denomina esttica cuando no existe este movimiento entre las superficies y cintica cuando se opone al movimiento relativo ya existente entre dichas superficies.2. Leyes de la friccin seca

1. La fuerza de friccin mxima que puede generarse es proporcional a la fuerza normal a las superficies en contacto. La razn de dicha proporcionalidad es el coeficiente de friccin entre las superficies en contacto.2. La fuerza mxima que puede generarse es independiente del tamao del rea de contacto entre en las superficies.3. La fuerza de friccin que ha de vencerse para iniciar el movimiento es mayor que la fuerza de friccin cintica. 4. La fuerza de friccin cintica es independiente de la velocidad relativa de los cuerpos en contacto.

Plano HorizontalSi se incrementa paulatinamente una fuerza horizontal actuando sobre un cuerpo en equilibrio, se llama fuerza de friccin limite , a la friccin actuante en el instante en el que est por iniciarse el movimiento.

Si: El cuerpo se desliza.Hay equilibrio inestable.El cuerpo est en equilibrio.

Determinacin del coeficiente de friccinLa inclinacin del plano, para la cual se inicia el deslizamiento de un cuerpo, permite determinar el coeficiente de friccin entre el material del cuerpo y el del plano inclinado.

Equilibrio:

Por lo tanto:

El plano inclinado

Friccin en tornillosLos momentos torsionales para sacar e introducir un tornillo de paso p, son:

Donde: Teora de la friccin secaConsidere el efecto causado al tirar horizontalmente de un bloque de peso uniforme W que descansa sobre una superficie rugosa Consideremos que las superficies de contacto son no rgidas, esto es deformable, siendo el resto del bloque rgido.

La fuerza normal Nn y la de friccin Fn actan a lo largo de la superficie de contacto. En el equilibrio, las fuerzas normales actan hacia arriba para balancear el peso del bloque W; las fuerzas de friccin actan hacia la izquierda para oponerse al movimiento del bloque por la fuerza P.

Existen muchas irregularidades microscpicas entre las dos superficies bloque-suelo. Las reacciones que se producen en cada protuberancia las denotamos por Rn. Cada reaccin se puede descomponer en una componente de friccin Fn y una normal Nn.

Equilibrio El efecto total de las fuerzas de friccin y normales se indican por sus resultantes N y F. La distribucin de Fn indica que F es tangente a la superficie de contacto y opuesta en la direccin de P. La fuerza normal N se determina de la distribucin de las Nn.

N est dirigida hacia arriba, para equilibrar el peso W. N acta a cierta distancia x a la derecha de la lnea de accin de W. Esta localizacin es el centroide o el centro geomtrico del diagrama de cargas, de manera que aplicada en ese punto, equilibra el efecto de inclinacin o volcado causado por P. Movimiento inminenteCuando P se incrementa lentamente, F aumenta de manera similar hasta que toma un valor mximo FS, llamado el lmite de fuerza esttica de friccin. Este lmite de friccin esttica Fs es directamente proporcional a la fuerza resultante normal N. Fs = sN

La constante of proporcionalidad s se conoce como el coeficiente de friccin esttica. El ngulo s que Fs forma con N se llama ngulo de friccin esttica

Valores tpicos de s

Movimiento Cuando P es mayor que Fs , la fuerza de friccin toma un valor que es ligeramente menor que Fs , llamada fuerza de friccin cintica. El bloque no se mantendr en equilibrio (P > Fs) sino que deslizar acelerndose.

La cada de Fs (esttica) a Fk (cintica) se puede explicar examinando las superficies de contacto. Cuando P > Fs , P tiene la capacidad de suavizar o cortar las protuberancias.

La fuerza resultante Fk es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza normal resultante N Fk = kN La constante de proporcionalidad k es el coeficiente de friccin cintic. k es tpicamente 25% ms pequeo que s. La resultante Rk tiene una lnea de accin definido por k , (el ngulo de friccin cintica).

F es la fuerza de friccin esttica si se mantiene el equilibrio. F es la fuerza lmite de friccin esttica cuando alcanza el valor mximo necesario en el que se puede mantener el equilibrio F s. F se llama de friccin cintica cuando ocurre deslizamiento entre las superficies en contacto.

Resumen La fuerza de friccin acta tangente a las superficies de contacto. La fuerza de friccin esttica mx. Fs es independiente del rea de contacto. La fuerza de friccin esttica mx. es mayor que la de friccin en movimiento (fuerza de friccin cintica). Cuando el deslizamiento est a punto de producirse, o se produce, la fuerza mx. de friccin es proporcional a la fuerza normal, al igual que la fuerza de friccin cintica.

Ejemplo de problema:Una fuerza de 500N acta, tal como se muestra en la figura, Sobre un bloque de 150kg situado sobre un plano inclinado. Los coeficientes de rozamiento entre el plano y el bloque son . Determinar si el bloque est en equilibrio y encontrar el valor de la fuerza de rozamiento.

SolucinFuerza necesaria para el equilibrio: se determinar primero el valor de la fuerza de rozamiento necesaria para mantener el equilibrio. Suponiendo que F est dirigida hacia abajo y a la izquierda, se dibuja el diagrama de solido libre del bloque. El peso del bloque es:

Las ecuaciones de equilibrio dan: La fuerza F necesaria para mantener el equilibrio es de 383N dirigida hacia arriba y a la derecha; por consiguiente tiende a descender por el plano.

Fuerza de rozamiento mximo: El mdulo de la mxima fuerza que puede desarrollarse es: Como el valor de la fuerza necesaria para mantener el equilibrio (383N) es mayor que el valor mximo que puede obtenerse (294N), el equilibrio no se mantendr y el bloque deslizar bajando por el plano.

Valor real de la fuerza de rozamiento: El mdulo de la fuerza de rozamiento real se obtiene como sigue:

El sentido de esta fuerza es contrario al del movimiento; por consiguiente, la fuerza est dirigida hacia arriba y a la derecha:

Debe sealarse que las fuerzas que actan sobre el bloque no estn equilibradas la resultante es:

CONCLUSIN

Tenemos que la friccin, o tambin llamado rozamiento, es un fenmeno fsico con el cual vivimos a diario, muchas veces no nos damos cuenta de l, y aunque no estemos enterados, estamos teniendo friccin. Este tema es realmente interesante pues en muchos lugares existe esto, muchas veces las desventajas son mayores, pero ciertamente la friccin es muy buena y aunque no nos demos cuenta, nos da muchas ventajas.