Teniendo en cuenta las leyes establecidas históricamente
sobre el rozamiento y nuestras propias experiencias, es
lógico plantear que la fuerza global de rozamiento al
deslizamiento debería depender de la intensidad de contacto
entre el objeto y la superficie (es decir, de la fuerza normal
que ejerce el plano sobre el objeto) y de las propiedades de las
superficies en contacto (la superficie de apoyo y la del propio
objeto) Ya hemos visto que estas propiedades de las superficies son muy difíciles de
concretar de forma operativa, por lo que las resumimos mediante un
coeficiente
μ.
Teniendo eso en cuenta, formulamos, a modo de hipótesis, las siguientes
leyes
del rozamiento al deslizamiento:
1) La fuerza de rozamiento al
deslizamiento es proporcional a la fuerza de interacción normal
entre la superficie y el objeto.
2) La fuerza de rozamiento al
deslizamiento es proporcional al coeficiente.
Es decir:
fr = m
N |
Cuando los objetos
ruedan en lugar de deslizar la fuerza global de
rozamiento es menor y se habla de rozamiento por
rodadura. La superficie de contacto de un cuerpo rodante
(un coche, un carrito, una pelota,..) es mucho más
pequeña y no se arrastra sobre la otra superficie, sino
que únicamente se apoya en ella durante un breve
instante.
A pesar de estas
diferencias con el rozamiento por deslizamiento, cabe
plantear, a modo de hipótesis, una expresión teórica de
la fuerza de rozamiento por rodadura similar a la de la
fuerza de rozamiento por deslizamiento, si bien,
cambiando el coeficiente μ (deslizamiento)
por otro coeficiente menor, que llamamos
r
(rodadura). Escribimos:
fr
=
r
N
La
diferencia entre los valores de μ
y de
r
explica por qué para
detener un vehículo, se bloquean las ruedas (al pisar el
pedal de freno) Así, el vehículo se detiene mucho antes
de cuando lo haría si, simplemente, dejáramos de
pisar el acelerador. |
Finalmente, conviene tener en cuenta que la fuerza de
rozamiento no se relaciona con variaciones de ningún
tipo de energía potencial, es decir, no es una fuerza
conservativa. Tal como se explica en este
documento, para aplicar las relaciones
entre trabajo y energía al estudio del movimientos con
intervención de rozamientos, se han de aceptar algunas
simplificaciones (por ejemplo, considerar despreciable
el calentamiento del objeto) y considerar un trabajo
exterior al sistema realizado por la fuerza de
rozamiento (una fuerza global que englobaría todos
los rozamientos). |