Deslizamiento (movimiento)

El deslizamiento es un tipo de movimiento entre dos superficies en contacto. Esto se puede contrastar con el movimiento de rodadura . Ambos tipos de movimiento pueden ocurrir en los cojinetes .

El movimiento relativo o la tendencia a dicho movimiento entre dos superficies se ve contrarrestado por la fricción . Esto significa que la fuerza de fricción siempre actúa sobre un objeto en la dirección opuesta a su velocidad (con respecto a la superficie sobre la que se desliza). La fricción puede dañar o desgastar las superficies en contacto. Sin embargo, el desgaste puede reducirse mediante la lubricación . La ciencia y la tecnología de la fricción, la lubricación y el desgaste se conocen como tribología .

El deslizamiento puede ocurrir entre dos objetos de forma arbitraria, mientras que la fricción de rodadura es la fuerza de fricción asociada con el movimiento de rotación de un objeto con forma de disco u otro objeto circular a lo largo de una superficie. Generalmente, la fuerza de fricción de la fricción de rodadura es menor que la asociada con la fricción cinética de deslizamiento . ^{[ 1 ]} Los valores típicos para el coeficiente de fricción de rodadura son menores que los de la fricción de deslizamiento. ^{[ 2 ]} En consecuencia, la fricción de deslizamiento generalmente produce mayores subproductos de sonido y calor. Uno de los ejemplos más comunes de fricción de deslizamiento es el movimiento de los neumáticos de un vehículo al frenar sobre una carretera , un proceso que genera considerable calor y sonido , y que generalmente se tiene en cuenta al evaluar la magnitud de la contaminación acústica de la carretera . ^{[ 3 ]}

La fricción cinética (también llamada fricción de deslizamiento) es una fuerza de contacto que se opone al movimiento de deslizamiento de dos objetos o de un objeto sobre una superficie. La fricción cinética es casi siempre menor que la fricción estática; por eso, una vez que un objeto comienza a moverse, es más fácil moverlo que ponerlo en movimiento desde el reposo.

${\displaystyle F_{k}=\mu _{k}\cdot N}$

Donde F _k , es la fuerza de fricción cinética. μ _k es el coeficiente de fricción cinética, y N es la fuerza normal .

• Trineo
• Empujar un objeto sobre una superficie
• Frotarse las manos (La fuerza de fricción genera calor).
• Un coche deslizándose sobre hielo.
• Un coche derrapando al tomar una curva.
• Abrir una ventana
• Casi cualquier movimiento en el que haya contacto entre un objeto y una superficie.

• Cayendo por una pista de bolos

El movimiento de fricción por deslizamiento puede modelarse (en sistemas de movimiento simples) mediante la segunda ley de Newton.

${\displaystyle \sum F=ma}$

${\displaystyle F_{E}-F_{k}=ma}$

Dónde${\displaystyle F_{E}}$es la fuerza externa.

• La aceleración se produce cuando la fuerza externa es mayor que la fuerza de fricción cinética.
• La desaceleración (o detención) se produce cuando la fuerza de fricción cinética es mayor que la de la fuerza externa.
  • Esto también se ajusta a la primera ley del movimiento de Newton, ya que existe una fuerza neta sobre el objeto.
• La velocidad constante se produce cuando no hay fuerza neta sobre el objeto, es decir, cuando la fuerza externa es igual a la fuerza de fricción cinética.

Movimiento en un plano inclinado

Un problema común que se presenta en las clases de física introductoria es el de un bloque sometido a fricción que se desliza hacia arriba o hacia abajo por un plano inclinado . Esto se muestra en el diagrama de cuerpo libre de la derecha.

La componente de la fuerza de gravedad en la dirección de la pendiente viene dada por: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle F_{g}=mg\sin {\theta }}$

La fuerza normal (perpendicular a la superficie) viene dada por:

${\displaystyle N=mg\cos {\theta }}$

Por lo tanto, dado que la fuerza de fricción se opone al movimiento del bloque,

${\displaystyle F_{k}=\mu _{k}\cdot mg\cos {\theta }}$

Para hallar el coeficiente de fricción cinética en un plano inclinado, hay que encontrar el momento en que la fuerza paralela al plano es igual a la fuerza perpendicular; esto ocurre cuando el bloque se mueve a velocidad constante en un ángulo determinado.${\displaystyle \theta }$

${\displaystyle \sum F=ma=0}$

${\displaystyle F_{k}=F_{g}}$o${\displaystyle \mu _{k}mg\cos {\theta }=mg\sin {\theta }}$

Aquí se encuentra que:

${\displaystyle \mu _{k}={\frac {mg\sin {\theta }}{mg\cos {\theta }}}=\tan {\theta }}$dónde${\displaystyle \theta }$es el ángulo en el que el bloque comienza a moverse a velocidad constante ^{[ 5 ]}