Fricción estática: definición, fórmula y ejemplos

¿Qué es la fricción estática?

¿Alguna vez ha notado que es más difícil hacer que un carrito de compras se mueva que mantenerlo en movimiento? Si intenta empujar su sofá a través de la habitación, el primer empujón es la parte más difícil. Tal vez la gente asuma que eso no es más que psicológico, pero realmente hay una razón física para ello. La razón es la fricción estática. La fricción, en general, es una fuerza que dificulta que dos objetos se deslicen uno al lado del otro. La fricción estática es la fricción que existe entre un objeto estacionario y la superficie sobre la que descansa. Una vez que los objetos ya han comenzado a moverse, la fricción cinética se hace cargo. Esta es la fricción que existe entre dos objetos que se mueven entre sí. La fricción cinética no es tan fuerte como la fricción estática, por lo que es más fácil mantener el carrito de compras en movimiento.

¿Qué causa la fricción?

Si vieras un primer plano extremo de una superficie que de otro modo sería suave, verías que contiene un paisaje completo de montañas y valles, hoyos y baches. Estas imperfecciones hacen que dos superficies se agarren entre sí y dificulten el deslizamiento de las cosas. Pero cuando un objeto está estacionario, también hay algo llamado adhesión entre dos superficies. La adhesión es donde dos superficies que no se mueven se unen ligeramente, debido a una ligera unión química entre los materiales. Esto es lo que hace que la fricción estática sea tan fuerte.

Desigualdad por fricción estática

La fuerza es un empujón o un tirón, medido en Newtons (N). La fricción es una de esas fuerzas. Podemos calcular cuántos Newtons de fuerza de fricción hay entre dos superficies usando esta desigualdad:

El coeficiente de fricción es solo un número que representa cuánto se agarran dos superficies entre sí. La fuerza normal es la fuerza que una superficie aplica a un objeto para mantenerlo asentado sobre una superficie. Sin una fuerza normal, los objetos caerían por el suelo, porque no habría nada que los sostenga. En una superficie plana, esta fuerza normal es igual a la fuerza de gravedad que actúa sobre el objeto, y esto se puede calcular tomando la masa del objeto (en kilogramos) y multiplicándola por la aceleración debida a la gravedad:

Ecuación para la fuerza de gravedad

Entonces, por ejemplo, si un bloque descansa sobre una pendiente con un coeficiente de fricción de 0.1, y la fuerza normal que actúa sobre el bloque es 2 Newtons, podemos usar la ecuación de fricción estática para calcular la fuerza de fricción estática entre la pendiente y la superficie: 0,1 * 2 = 0,2 Newtons La ecuación de la fricción estática es casi idéntica a la ecuación de otros tipos de fricción, como la fricción cinética. La única diferencia es que en lugar del coeficiente de fricción estática, usarías el coeficiente de fricción cinética. ¿Por qué la fuerza de fricción estática se expresa como una desigualdad en lugar de una ecuación? Imagina que estás empujando una caja muy pesada por el suelo. Empujas más y más fuerte hasta que la caja finalmente comienza a deslizarse. La fuerza de fricción estática es responsable de mantener la caja en su lugar. Cuando empuja un poco, la fuerza de la fricción estática empuja un poco hacia atrás. Cuando empuja más fuerte, la fuerza de la fricción estática empuja hacia atrás con más fuerza. La cantidad máxima de fuerza horizontal que necesitaría suministrar para mover la caja es la misma que el valor máximo de la fuerza de fricción estática, que es igual al producto del coeficiente de fricción estática y la fuerza normal. Entonces, es por eso que la fuerza de fricción estática se expresa como una desigualdad. Puede ser menor o igual que el producto del coeficiente de fricción estática y la fuerza normal.

Ejemplos de fricción estática

La fricción estática es lo que evita que su automóvil se deslice cuesta abajo cuando el freno de mano está activado. También es lo que impide que sus muebles se muevan al menor toque. Es por eso que su teclado tiende a pegarse al escritorio si se deja en su lugar demasiado tiempo. De hecho, cada vez que intentas mover un objeto estacionario, la fricción estática actúa.

Resumen de la lección

La fricción estática es la fricción que existe entre un objeto estacionario y la superficie sobre la que descansa. La fricción en general es una fuerza que dificulta que dos objetos se deslicen uno al lado del otro. Una vez que los objetos ya han comenzado a moverse, se produce una fricción cinética más débil , que es la fricción que existe entre dos objetos que se mueven entre sí. Por eso es más difícil hacer que un objeto se mueva que mantenerlo en movimiento. La fricción estática es causada por la adhesión , una ligera atracción química entre dos superficies. Y la fricción, en general, es causada por las imperfecciones en cada superficie que se unen y se superponen. La fuerza de fricción estática se puede calcular tomando el coeficiente de fricción entre las dos superficies y multiplicándolo por la fuerza normal que la superficie está aplicando al objeto. En una superficie plana, la fuerza normal es igual a la fuerza de gravedad que actúa sobre el objeto. Se puede calcular multiplicando la masa del objeto (en kilogramos) por la aceleración debida a la gravedad.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador