La fricción límite se define como la fricción que se genera entre las dos superficies estáticas que entran en contacto entre sí. La máxima fricción que se puede generar entre dos superficies estáticas en contacto entre sí. Una vez que una fuerza aplicada a las dos superficies excede la fricción límite, ocurrirá el movimiento.
Para dos superficies secas, la fricción límite es el producto de la fuerza de reacción normal y el coeficiente de fricción límite. En otras palabras, la cantidad de fricción que se puede aplicar entre dos superficies es limitada y si las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son lo suficientemente grandes, se producirá el movimiento.
Por tanto, podemos definir el rozamiento límite como el valor máximo de rozamiento estático que entra en juego cuando el cuerpo está a punto de deslizarse sobre la superficie de otro cuerpo.
Leyes de la fricción limitante
Las siguientes son las leyes de la fricción limitante:
(a) La dirección que limita la fuerza de fricción y la dirección del movimiento es siempre la opuesta.
(b) La fricción límite siempre actúa tangencialmente a las dos superficies que están en contacto.
(c) La magnitud de la fricción límite y la fuerza normal entre las dos superficies son directamente proporcionales.
(d) La fricción límite depende del material, la naturaleza de las superficies que están en contacto y la suavidad.
(e) La fricción límite es independiente de la forma y el área de las superficies.
Ejemplos de limitación de la fricción
Los siguientes son algunos de los ejemplos de Limitación de la fricción:
- Cuando caminamos por el camino.
- Cuando un coche se mueve en un acantilado.
- Fuerza de fricción aplicada por el agua corriente arriba a un nadador.
- Fuerza de fricción en un bolígrafo por una página o cuaderno.
- Mover un objeto en el suelo.
- Un automóvil estacionado en una colina no se deslizará hacia abajo. Esto se debe a que el valor de limitar la fricción es lo suficientemente alto como para garantizar que el automóvil esté en estado de reposo. La fuerza límite de fricción es directamente proporcional a la masa del objeto.
- Empujar un camión pesado parece muy difícil debido al alto valor de la fricción estática
- Cuando empujamos cualquier objeto, encontramos fricción estática durante algún tiempo hasta que se alcanza el valor de fricción límite.
Fórmula y su Derivación
Por tanto, podemos definir el rozamiento límite como el valor máximo de rozamiento estático que entra en juego cuando el cuerpo está a punto de deslizarse sobre la superficie de otro cuerpo. La fricción límite es el producto de la fuerza normal y el coeficiente de fricción límite.
La siguiente es la representación matemática:
La fuerza de fricción aplicada al cuerpo siempre es proporcional a la fuerza normal que actúa sobre el cuerpo.
Para quitar el signo de proporción introducimos una constante 
.
Ahora, 
Dónde,
F es la fricción límite
es el coeficiente de fricción límite
N es la fuerza normal
Ejemplo: encuentre la fuerza normal aplicada sobre un cuerpo que tiene un coeficiente de fricción de 5 y la fricción límite es de 50 N.
Solución:
Como la conocemos
Dónde,
F es la fricción límite
es el coeficiente de fricción límite
N es la fuerza normal
norte = 10 norte
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuál es el otro nombre para limitar la fricción?
Responder:
Es el valor máximo de fricción. Por lo tanto, la fricción límite también se denomina valor máximo de fricción.
Pregunta 2: ¿Cuál es la diferencia entre la fricción estática y la fricción límite?
Responder:
La fricción estática es una fuerza autoajustable porque entra en juego cuando el cuerpo yace sobre la superficie de otro cuerpo sin ningún movimiento. Cuando ese cuerpo vence la fuerza de rozamiento estático, se alcanza el valor máximo de rozamiento estático, lo que se conoce como rozamiento límite.
Pregunta 3: ¿Cuál es la relación entre el rozamiento cinético y el límite?
Responder:
Cuando la fuerza aplicada, F, aumenta aún más (más allá de la fuerza de fricción límite), el cuerpo comienza a moverse, entonces la fuerza que se opone al movimiento se llama fricción cinética o de deslizamiento. La fricción cinética es menor que la fricción límite.
Pregunta 4: ¿Por qué la fricción cinética es menor que la fricción límite?
Responder:
Inicialmente se requiere más fuerza para romper el enclavamiento entre las irregularidades de dos superficies. Pero una vez que el bloque está en movimiento, lleva tiempo entrelazar las irregularidades de dos superficies. Además, el cuerpo gana la inercia del movimiento. Entonces, la fricción cinética es menor que la fricción límite.
Pregunta 5: ¿Es mayor el rozamiento estático o limitante?
Responder:
En resumen, la fricción estática es lo mismo que la fuerza que se aplica porque el cuerpo no se mueve. La fricción estática actúa debido a que el cuerpo tiende a moverse cuando una fuerza actúa sobre él. La fricción límite es la fricción que actúa sobre un cuerpo cuando está a punto de comenzar a moverse. Por lo general, la fricción limitante es la más alta.
Pregunta 6: ¿La fricción limitante es una variable?
Responder:
Cuando ese cuerpo vence la fuerza de rozamiento estático, se alcanza el valor máximo de rozamiento estático, lo que se conoce como rozamiento límite. Después de la fricción límite, la fuerza de fricción no aumentará más. En esta etapa, el objeto se mueve venciendo la fuerza de fricción que se encuentra en un valor constante.
Problemas numéricos
Pregunta 1. Encuentra la fuerza mínima requerida para mover una caja de 5 kg si el coeficiente de fricción es 0.2.
Solución:
La fuerza mínima no es más que el valor de la fuerza de fricción debido a la superficie de fricción porque si aplicamos una fuerza mayor que la fuerza de fricción, entonces la caja se puede mover.
N = metros × g
N = 5 kg × 10 m/s 2 = 10 N
F = μ × N
F = 0,2 × 10 = 2 norte
Por lo tanto, requerimos un mínimo de 2N para mover la caja.
Pregunta 2. Si la fuerza mínima requerida para mover una mesa es de 100 N, encuentre el peso de la mesa cuando μ = 5.
Solución:
Fuerza mínima requerida para mover una mesa (F) =\mu \times N
Dado, F = 100 N y \mu = 5
Pregunta 3. Encuentre el coeficiente de fricción límite si 100 kg de máquina requieren una fuerza de 10000 N para cambiar la posición.( 
)
Solución:
F = 10000 N
M = 1000 kg
N = m × g N = 100 kg × 10 m/s 2 N = 1000 NF = μ × N 10000 N = μ × 1000 N μ = 10
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Artículo escrito por dheerajhinaniya y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA