Fuerza de rozamiento

Se trata de una de las fuerzas mas importantes para nuestra vida cotidiana, una fuerza por contacto sin la cual no nos podríamos mover, la fuerza de rozamiento.

Pensad de la siguiente manera: ¿Que pasaría si la fuerza de rozamiento no existiera? sería muy difícil mantenerse en la misma posición, cualquier movimiento realizado nos invitaría a continuar moviéndonos sin parar. El simple hecho de caminar implica la fuerza de rozamiento, si no existiera resbalaríamos continuamente sin poder avanzar.

En la mecánica Newtoniana, la mecánica del punto material, se la relaciona con la fuerza normal, otra fuerza de contacto, perpendicular (normal), al plano sobre el que descansa el punto, multiplicada por un factor, el coeficiente de rozamiento, que depende de los dos materiales que friccionan. Es una fuerza interesante, sobre la cual volveremos a hablar en el blog.

¿Por que aparece?

Realmente, y aunque nos parezcan perfectamente lisas, todas la superfícies poseen imperfecciones, pequeñas variaciones, a veces imperceptibles a simple vista, y otras veces visibles, que dificultan el movimiento.

Esta dificultad nos hace perder energía (energía cinética), disminuyendo la velocidad del móvil, y realizando una disipación de la misma de diferentes maneras, generalmente en forma de calor. Un esquema a nivel atómico nos puede ayudar a entender el problema.

El Experimento

Os propongo un experimento muy sencillo para entender la magnitud de la fuerza de rozamiento. Coge dos libros relativamente grandes (de unas 300-400 páginas), e intercala todas y cada una de las páginas del libro entre si. A continuación coge uno de los dos libros e intenta dejar caer el otro. ¿Cae? ¿Cuantas personas serán necesarias para poder separar los dos libros?

También os propongo otra actividad. Coged un desatascador y apretadlo fuertemente contra la pared, veremos rápidamente que no cae. ¿Cuales son las fuerzas implicadas? ¿Por que no cae?

Estoy seguro que muchos de vosotros diréis que no cae porque se ha realizado el vacío dentro de la parte de goma del desatascador y que es la presión atmosférica la que aguanta el desatascador. No obstante las presiones atmosfericas en dirección vertical son anuladas una con la otra, y la única que queda descompensada es la presión atmosférica en dirección horizontal. ¿Como iguala ésta al peso que es en dirección vertical?

Es algo mas complicado de lo que parece, y efectivamente nuestra amiga la fuerza de rozamiento tiene algo que ver. Nosotros al extraer el gas de dentro del desatascador hemos creado el vacío y efectivamente ahora actúa la presión atmosférica, pero en sentido horizontal. La reacción a esta presión atmosférica la realiza la superficie vertical con una fuerza denominada normal (mirad las leyes de Newton). La fuerza de rozamiento, que es igual a la multiplicación del coeficiente de rozamiento y la normal, es la que provoca que no caiga el desatascador.

Espero que os haya gustado y se haya entendido. Volveremos a hablar de física en mas artículos, pero no en el siguiente, porque realizaremos una reacción química forzada muy conocida: La electrolisis.

Un saludo

Sergio