En la vida diaria, es posible que haya visto un vehículo reducir la velocidad o que haya detenido su ciclo aplicando el freno cuando sea necesario. ¿Notaste que un objeto que se mueve sobre la superficie de otro objeto se detiene después de un tiempo cuando no se aplica una fuerza externa? ¿Alguna vez has pensado por qué sucedió esto? ¿Alguna vez has pensado por qué una pelota de fútbol deja de rodar cuando dejas de patearla? ¿O por qué es difícil correr/caminar sobre una superficie mojada o lisa?
La razón detrás de estos incidentes es una fuerza que se opone al movimiento. Esta fuerza se llama Fuerza de Fricción o simplemente Fricción . Podemos entender la fricción a través del siguiente ejemplo:
Tome un libro y empújelo sobre una mesa.
Observas que se detiene después de moverse una cierta distancia. Este libro se detiene debido a la fricción que actúa entre el libro y la superficie de la mesa.
Fricción
La fricción se puede definir como una fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Actúa en ambas superficies.
Factores que afectan la fricción:
Tome un libro y empújelo sobre una mesa.
Observas que se detiene después de moverse una cierta distancia. Ahora empuje el mismo libro sobre una superficie rugosa.
¿Se detuvo después de la misma distancia? Como podemos ver, ese libro viaja más en la superficie de la mesa. ¿Sabes la razón detrás de esto? El principal motivo es el comportamiento de las superficies de la mesa y del suelo. La superficie de la mesa es mucho más suave que las superficies del piso, por lo que el libro viaja más sobre la superficie de la mesa.
Entonces podemos decir que la fricción depende de la naturaleza de las superficies en contacto y las superficies rugosas causan más fricción.
¿Por qué se produce la fricción?
La fricción es causada por las irregularidades en las superficies. Incluso aquellas superficies que parecen muy suaves tienen una gran cantidad de pequeñas irregularidades. Las irregularidades se bloquean entre sí en las dos superficies. Cuando intentamos mover cualquier objeto, tenemos que aplicar una fuerza para superar el enclavamiento. Hay un mayor número de irregularidades en superficies rugosas, por lo que la fuerza de fricción es mayor en una superficie rugosa.
Porque la fricción es causada por el entrelazamiento de irregularidades en las dos superficies. Es obvio que la fricción aumentará si las dos superficies se presionan con más fuerza.
Pongamos un ejemplo para entender esto.
Toma una caja pesada y muévela de un lugar a otro. Puedes sentir que es difícil mover la caja. Esto se debe a que la caja pesada presiona las superficies con más fuerza, por lo que aumenta el enclavamiento de las irregularidades.
Fricción estática y fricción deslizante
La fuerza requerida para vencer la fricción en el instante en que un objeto comienza a moverse desde el reposo es una medida de la fricción estática. Por otro lado, la fuerza requerida para mantener el objeto en movimiento con la misma velocidad es una medida de la fricción por deslizamiento.
¿Qué es más fácil: mover la caja desde el reposo o moverla cuando ya está en movimiento?
Cuando la caja comienza a deslizarse, los puntos de contacto de su superficie no tienen tiempo suficiente para bloquearse en los puntos de contacto del suelo. Por lo tanto, la fricción de deslizamiento es ligeramente menor que la fricción estática, y le resulta algo más fácil mover la caja que ya está en movimiento que ponerla en marcha.
¿Por qué la fricción es un mal necesario?
¿Puedes pensar en un niño sosteniendo un tubo de ensayo de vidrio? Ahora aplique una capa de aceite o grasa en el tubo de ensayo. ¿Es más fácil o más difícil sostener el vidrio ahora?
La capa de aceite o grasa disminuye la fricción y la probeta de vidrio comienza a deslizarse. Ahora piensa en correr sobre superficies mojadas. Será difícil correr debido a la suavidad de la superficie. No podrías escribir si no hay fricción. No podremos caminar. Los automóviles, como los automóviles, los autobuses, nunca se detendrán si no hay fricción.
Podemos decir que necesitamos fricción en nuestra vida diaria. Mientras que la fricción tiene ventajas, también tiene desventajas. La fricción desgasta los materiales, ya sean piezas de maquinaria, suelas de zapatos, tornillos, rodamientos de bolas o muchos otros. La fricción también produce calor. Piensa en un vaso mezclador. Cuando funciona durante unos minutos, se calienta debido al calor producido por la fricción. De manera similar, cuando se opera una máquina, el calor generado provoca un gran desperdicio de energía. Entonces podemos enunciar la Fricción como un mal necesario .
Aumento y reducción de la fricción
Piensa en la suela de tus zapatos. Tiene algunas ranuras. Del mismo modo, un neumático también tiene algunas ranuras. Este ranurado está hecho para proporcionar un mejor agarre con el suelo. En tales casos, aumentamos la fricción entre las dos superficies. Ahora piensa en la string de tu ciclo. Comienza a funcionar más suavemente cuando le aplicas un poco de grasa. Las grasas forman una capa entre las superficies, por lo que no se frotan entre sí y la fricción se reduce para que la string de trabajo sea más suave. Las sustancias que reducen la fricción se denominan lubricantes.
Uso de Ruedas:
Una bolsa con ruedas se puede tirar fácilmente en lugar de deslizarla sin ruedas. La rueda rueda sobre la superficie y la fricción relacionada se llama fricción de rodadura. Rodar reduce la fricción. Siempre es mejor rodar que deslizarse.
Fricción de fluidos
El aire (gases) es muy liviano y delgado, pero también ejerce cierta cantidad de fuerza de fricción sobre los objetos que se mueven a través de él. De manera similar, el agua (líquidos) ejerce la fuerza de fricción cuando los objetos se mueven a través de ellos. Los gases y los líquidos también se conocen como fluidos. Los fluidos ejercen la fuerza de fricción sobre los objetos en movimiento a través de ellos.
La fuerza de fricción ejercida por los fluidos también se llama arrastre. La fuerza de fricción sobre un objeto en un fluido depende de su velocidad con respecto al fluido. También depende de la forma del objeto y de la naturaleza del fluido.
Para reducir la fricción del fluido, los aviones se diseñan con una forma que minimiza la fricción.
Pregunta 1. Raveena tiene una mesa que está inclinada hacia un extremo. Un libro comienza a deslizarse sobre él. Muestre la dirección de la fuerza de fricción.
Responder:
Pregunta 2. Madhav y Shalu tienen que empujar dos cajas de peso similar en una superficie similar. La caja de Shalu tiene ruedas. ¿Quién tiene que aplicar más fuerza para empujar la caja?
Responder:
Como sabemos que las ruedas reducen la fuerza de fricción, shalu tiene que aplicar menos fuerza para empujar la caja. Por lo tanto, madhav tiene que aplicar más fuerza para empujar la caja.
Pregunta 3. ¿Por qué usamos polvo mientras tocamos la carambola?
Responder:
El polvo forma una capa entre las superficies del tablero y el billar, por lo que se reduce la fricción entre estas superficies y se vuelve más fácil jugar. Por eso usamos pólvora mientras tocamos la carambola.
Pregunta 4. Organice las fuerzas debidas a las fricciones estáticas, deslizantes y rodantes en orden creciente.
Responder:
Fricción rodante < Fricción deslizante < Fricción estática
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Artículo escrito por dheerajhinaniya y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA