[A348] Características del Rozamiento o suposiciones en Fricción (I)

En [A346] anticipábamos que los enlaces atómicos entre 2 sólidos en contacto se forman debido a:

• las irregularidades del material,
• el área de la superficie de contacto,
• la presión con la que se forma el contacto.

El estudio del rozamiento comienza con Leonardo da Vinci (siglo XV) que dedujo las leyes que gobiernan el movimiento de un bloque rectangular que desliza sobre una superficie plana, sin embargo, este estudio pasó desapercibido. En el siglo XVII el físico francés Guillaume Amontons (1663-1705) redescubrió las leyes del rozamiento estudiando el deslizamiento seco de 2 superficies planas, y sus conclusiones son esencialmente las que se estudian hoy en día:

• La fuerza de rozamiento se opone al deslizamiento, o al movimiento de un bloque que desliza sobre un plano.
• La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el bloque.
• La fuerza de rozamiento no depende del área aparente de contacto.

El científico francés Charles Coulomb (1736-1806) añadió una propiedad más:

• Una vez empezado el movimiento, la fuerza de rozamiento es independiente de la velocidad.

Veamos con un poco más de detalle cada una de ellas.

Irregularidades del material

Responder antes de continuar: (observando las figuras siguientes): ¿La patinadora podría avanzar si no existiera rozamiento? ¿Cómo es la relación entre el rozamiento de los huesos de la rodilla y el desgaste de los mismos? ¿En las cintas transportadoras qué sentido tienen la fuerza de tracción y la fuerza de rozamiento? ¿Es más fácil caminar con botines de trabajo sobre piso de cemento que sobre piso de hielo?

Es más fácil caminar sobre piso de cemento porque el rozamiento goma-cemento es distinto que el rozamiento goma-hielo. Las superficies en contacto son rugosas, tienen picos y valles a nivel microscópico que provocan un encastre. Pero si se trata de superficies metálicas pulidas y del mismo material la fricción también aumenta, pudiendo originar una soldadura en frío.

La fuerza de rozamiento depende del material con el que estén hechas las superficies que están en contacto.

Es obvio decir que las superficies rugosas experimentan más fricción, pero toda declaración simple en rozamiento se puede refutar con algún ejemplo muy particular, por ejemplo ya mencionamos la soldadura en frío.
Otro contraejemplo observable es el caso del vidrio esmerilado frente al cristal liso, ya que las placas de vidrio liso al entrar en contacto presentan entre sus superficies mucho más resistencia por fricción al movimiento relativo de una contra la otra, que las superficies rugosas de cristal más áspero.

Fuentes:
Laplace. Departamento de Física Aplicada III. Universidad de Sevilla. Link.
Nave, C. Hyperphysics. Georgia State University. Link.
Imagen1: sitios web varios. Imagen2.

Continuamos en:

[A349] Características del Rozamiento o suposiciones en Fricción (II)