La fricción es la fuerza de dos superficies en contacto, o la fuerza de un medio que actúa en un objeto móvil (es decir aire en un avión). No es una fuerza fundamental, pues se deriva de las fuerzas electromágneticas entre los átomos cuando las superficies de contacto se mueven concerniente a uno a, la fricción entre la energía cinética de dos convertidos de los objetos en energía termal, o el calor . La fricción entre los objetos sólidos se refiere a menudo como fricción seca y entre un sólido y un gas o un líquido como fricción flúida . La fricción interna se relaciona con la capacidad de un cuerpo de recuperarse de la deformación externa. El contrario a la creencia popular, fricción de desplazamiento no es causado por la aspereza superficial, sino por la vinculación química entre las superficies. La aspereza superficial y el área de contacto, sin embargo, afectan a deslizar la fricción para micro- y nano-escalan los objetos donde las fuerzas de la superficie dominan fuerzas de inercia. el \ mu del

l es el coeficiente de la fricción, que es una característica empírica de los materiales que entran en contacto con, F_ del
\ el mathrm {n} es la fuerza normal ejercido entre las superficies, y el F_ del
\ el mathrm {f} es la fuerza ejercida por la fricción, o, en el caso de igualdad, la magnitud posible máxima de esta fuerza.

Para las superficies en el movimiento relativo, el \ mu es el coeficiente del de la fricción cinética (véase abajo), la fricción del culombio es igual a F_f, y la fuerza friccional en cada superficie se ejerce en la dirección frente a su movimiento concerniente a la otra superficie.

Para las superficies en descanso concerniente a uno a, el \ mu es el coeficiente del de la fricción estática (generalmente más grande que sus contrapartes cinéticas), la fricción del culombio puede tomar cualquier valor a partir de la cero hasta el F_ \ el mathrm {f} , y la dirección de la fuerza friccional contra una superficie está frente al movimiento que la superficie experimentaría en la ausencia de fricción. Así, en el caso estático, la fuerza friccional es exactamente lo que debe ser para prevenir el movimiento entre las superficies; balancea la fuerza neta que tiende a causar tal movimiento. En este caso, algo que proporcionando una estimación de la fuerza friccional real, la aproximación del culombio proporciona un valor de umbral para esta fuerza, sobre la cual el desplazamiento comenzaría.

Esta aproximación sigue matemáticamente de las asunciones que las superficies están en contacto atómico cercano solamente sobre una pequeña fracción de su área total, que esta área de contacto es proporcional a la fuerza normal (hasta la saturación, que ocurre cuando toda la área está en contacto atómico), y que la fuerza friccional es proporcional a la fuerza normal aplicada, independiente del área de contacto (usted puede ver los experimentos en la fricción de Leonardo Da Vinci). Tal razonamiento a un lado, sin embargo, la aproximación es fundamental una construcción empírica. Es una regla empírica que describe el resultado aproximado de una interacción física extremadamente complicada. La fuerza de la aproximación es su &ndash de la simplicidad y de la flexibilidad; aunque en general la relación entre la fuerza normal y la fuerza friccional no es exactamente linear (y así que la fuerza friccional no es enteramente independiente del área de contacto de las superficies), la aproximación del culombio es una representación adecuada de la fricción para el análisis de muchos sistemas físicos.

Coeficiente de fricción

considera también: Coeficiente de

la fricción El coeficiente del de la fricción (también conocido como el coeficiente friccional ) es un valor escalar sin dimensiones que describe el cociente de la fuerza de la fricción entre dos cuerpos y la fuerza que los presiona juntos. El coeficiente de fricción depende de los materiales usados; por ejemplo, el hielo en el acero tiene un coeficiente de fricción bajo (los dos materiales resbalan más allá de uno a fácilmente), mientras que el caucho en el pavimento tiene un alto coeficiente de fricción (los materiales no resbalan más allá de uno a fácilmente). Los coeficientes de fricción se extienden de cero cercano mayor a de una - bajo buenas condiciones, un neumático en el concreto puede tener un coeficiente de fricción de 1.

Cuando las superficies conjoined, la fricción del culombio se convierte en una aproximación muy pobre (por ejemplo, la cinta escocesa resiste el desplazamiento incluso cuando no hay fuerza normal, o una fuerza normal negativa). En este caso, la fuerza friccional puede depender en gran medida del área del contacto. Una cierta fricción que compite con los neumáticos de es adhesiva de esta manera.

La fuerza de la fricción se ejerce siempre en una dirección que se oponga al movimiento (para la fricción cinética) o al movimiento potencial (para la fricción estática) entre las dos superficies. Por ejemplo, un que encrespa el desplazamiento de piedra de a lo largo del hielo experimenta una fuerza cinética que lo reduce. Por un ejemplo del movimiento potencial, los rodillos impulsores de un coche de aceleración experimentan una fuerza friccional señalando adelante; si no lo hicieran, las ruedas harían girar, y el caucho resbalaría al revés a lo largo del pavimento. Observar que él no es la dirección del movimiento del vehículo que se oponen, es la dirección (potencial) del desplazamiento entre el neumático y el camino.

El coeficiente de fricción es un &ndash empírico de la medida ; tiene que ser el medido experimental y no puede ser encontrado con cálculos. Superficies más ásperas tienden a tener valores más altos. La mayoría de los materiales secos en la combinación tienen valores del coeficiente de la fricción entre 0. Los valores fuera de esta gama son más raros, pero el Teflon, por ejemplo, puede tener un coeficiente de hasta sólo 0. Un valor de cero no significaría ninguna fricción en absoluto, un &ndash evasivo de la característica; incluso los vehículos de la levitación magnética tienen fricción . El caucho en contacto con otras superficies puede rendir coeficientes de la fricción a partir del 1.

Tipos de fricción

Fricción estática

La fricción estática es la fuerza entre dos objetos que no sean mudanza en relación con. Por ejemplo, la fricción estática puede evitar que un objeto resbale abajo de una superficie inclinada. El coeficiente de fricción estática, denotado típicamente como μ s del, es generalmente más alto que el coeficiente de fricción cinética. La fuerza inicial para conseguir una mudanza del objeto es dominada a menudo por la fricción estática.

Otro ejemplo importante de la fricción estática es la fuerza que evita que una rueda de coche se deslice mientras que rueda en la tierra. Aunque la rueda está en el movimiento, el remiendo del neumático en contacto con la tierra es inmóvil concerniente a la tierra, así que es estático algo que la fricción cinética.

El valor máximo de la fricción estática, cuando el movimiento es inminente, se refiere a veces como que limita la fricción, aunque este término no se utilice universal.

Fricción de balanceo

La fricción de balanceo es la fuerza friccional asociada al movimiento rotatorio de una rueda o de otros objetos de la circular a lo largo de una superficie. La fuerza friccional de la fricción de balanceo es generalmente menos que lo asociado a la fricción cinética. Los valores típicos para el coeficiente de fricción de balanceo son . Uno de los ejemplos mas comunes de la fricción de balanceo es el movimiento de los neumáticos del vehículo de motor en un camino, un proceso que genere el calor y el sano como subproductos.

Fricción cinética

La fricción cinética (o dinámica) ocurre cuando dos objetos son mudanza en relación con y frotan juntos (como un trineo en la tierra). El coeficiente de fricción cinética se denota típicamente como μ k del, y es generalmente menos que el coeficiente de fricción estática. Puesto que la fricción se ejerce en una dirección que se oponga al movimiento, la fricción cinética hace generalmente el trabajo negativo del, reduciendo típicamente algo. Hay excepciones, sin embargo si la superficie sí mismo está bajo aceleración. Uno puede ver esto colocando una caja pesada en una manta, entonces tirando en la manta rápidamente. En este caso, la caja resbala al revés concerniente a la manta, pero se mueve adelante concerniente al piso. Así, la fricción cinética entre la caja y la manta acelera la caja en la misma dirección que la caja mueve, haciendo el trabajo positivo.

Ejemplos de la fricción cinética:
la fricción de desplazamiento es cuando dos objetos están frotando cara a cara. Poner un plano del libro en un escritorio y la mudanza de él alrededor es un ejemplo de deslizar la fricción
la fricción flúida es la fricción entre un objeto sólido pues se mueve a través de un líquido o de un gas. La fricción del aire en un aeroplano o del agua en un nadador es dos ejemplos de la fricción flúida.

Reducción de la fricción

Dispositivos

Los dispositivos tales como neumáticos, rodamientos de bolas o rodamiento de rodillos pueden cambiar deslizar la fricción en un tipo mucho más pequeño de fricción de balanceo. Muchos materiales termoplásticos tales como nilón, HDPE y PTFE son de uso general para los cojinetes bajos de la fricción. Son especialmente útiles porque el coeficiente de fricción baja con el aumento de carga impuesta.

Técnicas

Una técnica usada por los ingenieros de ferrocarril es sostener el tren para crear la holgura en los acoplamientos entre los coches. Esto permite que el motor del tren tire adelante y adquiera solamente la fricción estática de un coche a la vez, en vez de todos los coches inmediatamente, así separando la fuerza friccional estática hacia fuera en un cierto plazo.

Lubricantes

Una manera común de reducir la fricción está usando un lubricante, tal como aceite, agua, o grasa, que se coloca entre las dos superficies, disminuyendo a menudo dramáticamente el coeficiente de fricción. La ciencia de la fricción y de la lubricación se llama la tribología . La tecnología del lubricante es cuando los lubricantes se mezclan con el uso de la ciencia, especialmente a los objetivos industriales o comerciales.

El Superlubricity, un efecto reciente-descubierto, se ha observado en el grafito : es la disminución substancial de la fricción entre dos objetos de desplazamiento, acercándose a los niveles cero. Mismo una pequeña cantidad de energía friccional todavía sería disipada.

Los lubricantes para superar la fricción no necesitan siempre ser líquidos finos, turbulentos o sólidos polvorientos tales como talco del grafito y; La lubricación acústica utiliza realmente el sonido como lubricante.

Energía de la fricción

Según la ley de la conservación de la energía, no hay energía destruido debido a la fricción, aunque puede ser perdida al sistema de preocupación. La energía se transforma de otras formas en calor. Un duende malicioso de hockey de desplazamiento viene reclinarse porque la fricción convierte su energía cinética en calor. Puesto que el calor se disipa rápidamente, muchos filósofos tempranos, incluyendo el Aristotle, concluyeron incorrecto que los objetos móviles pierden energía sin una fuerza impulsora.

Cuando un objeto se empuja a lo largo de una superficie, la energía convertida al calor se da cerca:

E = \ mu_ \ el mathrm {} \ internacional F_ \ dx del mathrm {n} (x) \, el
donde está la fuerza el F n del normal, μ k de k del
del
de del del
es el coeficiente de fricción cinética, x del
es el coordenada a lo largo de el cual los transverses del objeto. La deformación física se asocia a la fricción. Mientras que esto puede ser beneficioso, como en el que pule, es a menudo un problema, mientras que los materiales se usan lejos, y puede llevar a cabo no más las tolerancias especificadas . El trabajo hecho por la fricción puede traducir a la deformación y calentar que puede afectar a largo plazo a la especificación y al coeficiente de fricción sí mismo de la superficie. La fricción puede causar en algunos casos los materiales sólidos al derretimiento, llevando a la técnica de la soldadura de fricción .

Ver también

style=" del

del neumático

de la tribología
Tracción (ingeniería)

.

  • Zenithic
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