Fricción: Diferenzas entre revisións
+iw |
m r2.7.1) (bot Engadido: ka:ხახუნი |
||
Liña 1: | Liña 1: | ||
[[Ficheiro:Incommensurabilité 4.jpg|thumb|right|O atrito resulta da interacción entre dous corpos]] |
|||
{{FormatoWiki}} |
|||
En [[física]], o '''atrito''' é unha [[forza]] natural que actúa cando un obxecto está en contacto con outro e sofre a acción de unha forza que tende movelo. Esta forza de atrito é causada polo contacto dos dous corpos ou do corpo en movemento co meio en que se move. a ciencia que estuda o atrito é a [[triboloxía]]. |
|||
==Descrición== |
|||
En [[mecánica]], [[resistencia]] ó [[esvaramento]], [[rodadura]] ou fluxo dun corpo con relación a outro co que está en contacto. |
|||
[[Ficheiro:Bloc au repos.png|thumb|Forza normal]] |
|||
O atrito con unha superficie depende da [[Forza Normal]] entre o obxecto e a superficie; cuanto maior for a Forza Normal maior será o atrito. Pasar un dedo polo tampo de unha [[mesa]] pode ser usado como exemplo práctico: se se presionar con forza o dedo, o atrito aumenta e o dedo para. |
|||
Embora se opoñan ao sentido do deslizamento entre as superficies de contacto, todas as formas de transporte que se deslocan sobre rodas non poderían moverse sen o atrito: é o atrito entre as rodas e o solo que permite ás primeiras agarrárense ao solo, producindo movemento pola troca de forzas.Así, a forza de atrito pode asumir características de forza motora, cando a súa acción proporciona o movemento de translación do corpo en relación a superficie, cuanto de forza resistente cando actúa de modo a se opor ao movemento relativo das superficies de contacto. |
|||
O rozamento externo pode ser de dúas clases: de esvaramento ou de rodadura. No rozamento de esvaramento, a resistencia é causada pola interferencia de irregularidades nas [[superficie]]s de ámbolos corpos. No rozamento de [[rodadura]], a resistencia é provocada pola [[interferencia]] de pequenas deformacións ou fendas formadas ó rolar unha superficie sobre outra. En ámbalas formas de rozamento, a atracción [[molécula|molecular]] entre as dúas superficies produce certa [[resistencia]]. Nos dous casos, a forza de rozamento é directamente proporcional á [[forza]] que comprime un obxecto contra o outro. O rozamento entre dúas superficies mídese polo [[coeficiente]] de rozamento, que é o cociente entre a forza necesaria para mover dúas superficies en contacto mutuo e a forza que presiona unha superficie contra outra. |
|||
Pode parecer estraño afirmar que ningunha forza é precisa para manter un corpo en movemento cando un [[Turbina aeronáutica|avión a xato]] se desloca a unha [[velocidade]] constante utilizando os seus poderosos [[motor]]es. A razón é que a forza dos motores que impelen o avión para fronte é igualada polo atrito con o ar a través do cal o avión se movimenta; as dúas forzas equilíbranse de tal modo que ningunha actúa sobre o avión e ele, por tanto continua a moverse con unha velocidade constante. Se se aumentar o poder dos motores o avión moverase mais depresa, até que o atrito aumente de modo a corresponder à forza desexada, movéndose entón, a unha maior mas constante velocidade. |
|||
==Coeficiente de atrito== |
|||
O rozamento entre dous obxectos é máximo xusto antes de empezar a moverse un respecto a outro, e é menor cando están en movemento. O valor máximo do rozamento denomínase [[rozamento estático]] ou rozamento en repouso, e o valor do rozamento entre obxectos que se moven chámase [[rozamento cinético]] ou rozamento en movemento. O esvaramento de dous corpos en contacto é descontinuo e pode considerarse que o rozamento cinético está producido por unha serie de episodios de rozamento estático. |
|||
Demostra o grao de rugosidade entre dous corpos. Tratase de unha grandeza adimensional, ou sexa, non presenta unidade. Pode ser diferenciado en dinámico, ou estático, de acordo con a situación que se encontra o sistema: |
|||
[[Categoría:Física]] |
|||
* Coeficiente de atrito dinámico: presente a partir do momento que o corpo efectúa deslocamento. Representado por <math>\mu_d\,</math>. |
|||
* Coeficiente de atrito estático: presente cando o corpo se encontra na inminencia do movemento, ou sexa, no principio da actuación da forza externa. Para efeito de diferenciación, é representado por <math>\mu_e\,</math>. |
|||
A asociación dos módulos de cada un implica que o coeficiente de atrito dinámico será menor ou igual ao coeficiente de atrito estático: |
|||
:<math>\mu_d \le \mu_e\,</math> |
|||
==Atrito dinámico== |
|||
Chamase de forza de atrito dinámico a forza que surxe entre as superficies que presentan movemento relativo. A forza de atrito dinámico se opón a este deslizamento entre as superficies, non necesariamente oposta ao movemento do corpo. Por exemplo: cando unha caixa está deslizando sobre unha superficie horizontal para a dereita, a forza de atrito dinámico estará aplicada na superficie de contacto da caixa e a superficie de apoio paralelamente a superficie e apontando para a esquerda. |
|||
Outro exemplo é cando un carro está se movimentando en unha estrada e decide frear bruscamente, de modo que as rodas son trabadas. O carro irá parar por causa da forza de atrito, que actúa entre os pneumáticos e o solo, nese caso contrario ao deslizamento dos penes e a pista. xa para o caso de un home empurrando unha caixa débese considerar que: se a caixa está en repouso encanto o home aplica a forza, a forza de atrito entre a caixa e o plano de apoio será de atrito estático sendo contraria ao deslizamento da caixa para fronte. xa para os pés do home, a forza de atrito estará atuando no sentido a impedir o deslizamento dos pés para tras, nese caso a forza de atrito estático está apontando para fronte. |
|||
Caso a caixa estexa deslizando, a forza de atrito entre a caixa e o plano será dinámica e estará se opondo ao deslizamento, que nese caso coincide con a oposición ao movemento da caixa. Para o caso dos pés do home, considerando que mesmo empurrando a caixa non haxa deslizamento en relación à superficie, a forza de atrito continua sendo de carácter estático e nese caso ela estará apontando para fronte, ou sexa, se opondo ao deslizamento dos pés e consecuentemente favorábel ao movemento da caixa. Esa forza de atrito pode ser calculada pola seguinte expresión: |
|||
* <math>F_{at} = \mu_{d} . N</math>, onde <math>F_{at}</math>, medida en Newtons, <math>\mu_{d}</math> é o coeficiente de atrito dinámico e <math>N</math> a forza que é normal à dirección do movemento (no caso de o corpo estar en un plano horizontal, ten a mesma intensidade do peso do corpo, ou sexa, <math>N = n.g</math>, onde <math>n</math> é a masa do obxecto e <math>g</math> é a aceleración do campo gravitacional no local). |
|||
==Atrito estático== |
|||
Chamamos de forza de atrito estático a forza que se opón a deslizamento entre as superficies. Por exemplo, podemos citar o deslizamento de unha caixa sobre unha superficie ou tamén o atrito entre o pneumático de un carro cando este non está se movendo sobre a superficie. |
|||
Cando se tenta empurrar unha caixa en repouso en relación ao solo, nótase que dependendo da forza que é aplicada sobre a caixa, esta non sae do lugar. Así, pódese concluír que hai unha forza que actúa contra o movemento. Ela é denominada forza de atrito estático. Hai que se ter coidado para non relacionar a forza de atrito estático con un corpo necesariamente parado. |
|||
Ora, para mover a caixa, se for feita unha forza igual ao atrito dinámico, ela non sairá do lugar, pois as forzas irán se anular. Entón, conclúese con iso que a forza de atrito estático é maior que a de atrito dinámico. Porén, na maioría dos casos, os seus valores son tan próximos que podemos considera-las aproximadamente iguais. |
|||
* <math>F_{at} = \mu_e . N</math> (análogo ao atrito dinámico) |
|||
==Enerxía disipada== |
|||
Ao mover un obxecto en contacto con unha superficie, a enerxía disipada en forma de calor é: |
|||
:<math>E = \mu_d \int N(x) dx\,</math> |
|||
:::onde |
|||
:::: ''N'' é a [[forza normal]], |
|||
:::: ''μ''<sub>d</sub> á o '''coeficiente de atrito dinámico''', |
|||
:::: ''x'' e o eixo no que se move o corpo. |
|||
==Valores dos coeficientes de atrito== |
|||
<center> |
|||
{| border="1" |
|||
|+Coeficientes de atrito de algunhas substancias |
|||
|- |
|||
!Materiais en contacto |
|||
!Estático '''μ'''<sub>d</sub> |
|||
!Dinámico '''μ'''<sub>d</sub> |
|||
|- |
|||
| [[Xeo]] // [[Xeo]] || 0,1 || 0,03 |
|||
|- |
|||
| [[Vidro]] // [[Vidro]] || 0,9 || 0,4 |
|||
|- |
|||
| [[Vidro]] // [[Madeira]] || 0,2 || 0,25 |
|||
|- |
|||
| [[Madeira]] // [[Coiro]] || 0,4 || 0,3 |
|||
|- |
|||
| [[Madeira]] // [[Pedra]] || 0,7 || 0,3 |
|||
|- |
|||
| [[Madeira]] // [[Madeira]] || 0,4 || 0,3 |
|||
|- |
|||
| [[Aceiro]] // [[Aceiro]] || 0,74 || 0,57 |
|||
|- |
|||
| [[Aceiro]] // [[Xeo]] || 0,03 || 0,02 |
|||
|- |
|||
| [[Aceiro]] // [[Latón]] || 0,5 || 0,4 |
|||
|- |
|||
| [[Aceiro]] // [[Teflón]] || 0,04 || 0,04 |
|||
|- |
|||
| [[Teflón]] // [[Teflón]] || 0,04 || 0,04 |
|||
|- |
|||
| [[Caucho]] // [[Cemento]] (seco) || 1,0 || 0,8 |
|||
|- |
|||
| [[Caucho]] // [[Cemento]] (húmido) || 0,3 || 0,25 |
|||
|- |
|||
| [[Cobre]] // [[Ferro]] (fundido) || 1,1 || 0,3 |
|||
|- |
|||
| [[Esquí]] (encerado) // [[Neve]] (0ºC) || 0,1 || 0,05 |
|||
|- |
|||
| [[Articulación|Articulacións humanas]] || 0,02 || 0,003 |
|||
|} |
|||
</center> |
|||
==Algúns Casos de Atrito== |
|||
===Rolla de champaña=== |
|||
Nese exemplo, para acharmos a forza que o atrito exerce na rolla sobre a boca da garrafa de vidro cando se tenta practicar a soltura da rolla de [[cortiza]], precisamos antes achar a [[área]] de contacto entre a rolla e o bocal. Após obtermos ese dado por contas matemáticas (superficie interna de un cilindro), é preciso achar tamén a [[presión]] exercida pola rolla no bocal. A presión da rolla actúa como a [[Forza]] Normal na área de contacto, e, sabendo esas dúas informacións e posuíndo os coeficientes de atrito, basta utilizar a fórmula citada acima para obter a Forza de Atrito cando se tenta abrir tal garrafa. |
|||
===Atrito no plano inclinado=== |
|||
Hai aquí apenas unha particularidade: |
|||
Cando un corpo está sobre un plano inclinado e baixo a acción exclusiva da [[gravidade]], a intensidade da Forza Normal que se utiliza para calcular a Forza de Atrito corresponde á compoñente [[perpendicular]] ao [[plano]] de contacto, que pode ser calculada segundo a expresión: |
|||
:<math>N = P \times cos(\theta)</math>, onde <math>\theta</math> é o [[ángulo]] de [[inclinación]] en relación à [[horizontal]].Vale resaltar que cando se trata de un plano inclinado, o ángulo formado polo plano inclinado e a horizontal corresponde ao ángulo formado polo peso do corpo sobre o plano e a súa compoñente perpendicular ao plano inclinado, rutineiramente chamada de Py. Nese circunstancia, a forza de atrito que atuará sobre o corpo irá se opor ao deslizamento para baixo e, por tanto, estará orientada paralelamente ao plano para cima. |
|||
A dirección do atrito é sempre [[perpendicular]] à [[recta]] [[tanxente]] á [[circunferencia]] no ponto en que o carro se encontra e o sentido aponta para o centro. Para calcular a Intensidade do Atrito usase a seguinte fórmula, desde que se trate de [[movemento Circular Uniforme]]: |
|||
:<math>F_{at} = </math> Masa do Automóbel <math>\times</math> [[Aceleración centrípeta]]. |
|||
a formula xeral, que mede o atrito de unha superficie é: |
|||
<math>\mu_e\,</math>.m = g.sen <math>\theta</math> |
|||
[[Categoría:Magnitudes físicas]] |
|||
[[Categoría:Mecánica]] |
|||
[[ar:احتكاك]] |
[[ar:احتكاك]] |
||
Liña 21: | Liña 125: | ||
[[en:Friction]] |
[[en:Friction]] |
||
[[eo:Frotado]] |
[[eo:Frotado]] |
||
[[es:Fricción]] |
|||
[[et:Hõõrdumine]] |
[[et:Hõõrdumine]] |
||
[[eu:Marruskadura indarra]] |
[[eu:Marruskadura indarra]] |
||
Liña 26: | Liña 131: | ||
[[fi:Kitka]] |
[[fi:Kitka]] |
||
[[fr:Frottement]] |
[[fr:Frottement]] |
||
[[gl:Atrito]] |
|||
[[he:חיכוך]] |
[[he:חיכוך]] |
||
[[hr:Trenje]] |
[[hr:Trenje]] |
||
Liña 35: | Liña 139: | ||
[[it:Attrito]] |
[[it:Attrito]] |
||
[[ja:摩擦]] |
[[ja:摩擦]] |
||
[[ka:ხახუნი]] |
|||
[[ko:마찰력]] |
[[ko:마찰력]] |
||
[[lt:Trinties jėga]] |
[[lt:Trinties jėga]] |
Revisión como estaba o 2 de maio de 2011 ás 08:00
En física, o atrito é unha forza natural que actúa cando un obxecto está en contacto con outro e sofre a acción de unha forza que tende movelo. Esta forza de atrito é causada polo contacto dos dous corpos ou do corpo en movemento co meio en que se move. a ciencia que estuda o atrito é a triboloxía.
Descrición
O atrito con unha superficie depende da Forza Normal entre o obxecto e a superficie; cuanto maior for a Forza Normal maior será o atrito. Pasar un dedo polo tampo de unha mesa pode ser usado como exemplo práctico: se se presionar con forza o dedo, o atrito aumenta e o dedo para.
Embora se opoñan ao sentido do deslizamento entre as superficies de contacto, todas as formas de transporte que se deslocan sobre rodas non poderían moverse sen o atrito: é o atrito entre as rodas e o solo que permite ás primeiras agarrárense ao solo, producindo movemento pola troca de forzas.Así, a forza de atrito pode asumir características de forza motora, cando a súa acción proporciona o movemento de translación do corpo en relación a superficie, cuanto de forza resistente cando actúa de modo a se opor ao movemento relativo das superficies de contacto. Pode parecer estraño afirmar que ningunha forza é precisa para manter un corpo en movemento cando un avión a xato se desloca a unha velocidade constante utilizando os seus poderosos motores. A razón é que a forza dos motores que impelen o avión para fronte é igualada polo atrito con o ar a través do cal o avión se movimenta; as dúas forzas equilíbranse de tal modo que ningunha actúa sobre o avión e ele, por tanto continua a moverse con unha velocidade constante. Se se aumentar o poder dos motores o avión moverase mais depresa, até que o atrito aumente de modo a corresponder à forza desexada, movéndose entón, a unha maior mas constante velocidade.
Coeficiente de atrito
Demostra o grao de rugosidade entre dous corpos. Tratase de unha grandeza adimensional, ou sexa, non presenta unidade. Pode ser diferenciado en dinámico, ou estático, de acordo con a situación que se encontra o sistema:
- Coeficiente de atrito dinámico: presente a partir do momento que o corpo efectúa deslocamento. Representado por .
- Coeficiente de atrito estático: presente cando o corpo se encontra na inminencia do movemento, ou sexa, no principio da actuación da forza externa. Para efeito de diferenciación, é representado por .
A asociación dos módulos de cada un implica que o coeficiente de atrito dinámico será menor ou igual ao coeficiente de atrito estático:
Atrito dinámico
Chamase de forza de atrito dinámico a forza que surxe entre as superficies que presentan movemento relativo. A forza de atrito dinámico se opón a este deslizamento entre as superficies, non necesariamente oposta ao movemento do corpo. Por exemplo: cando unha caixa está deslizando sobre unha superficie horizontal para a dereita, a forza de atrito dinámico estará aplicada na superficie de contacto da caixa e a superficie de apoio paralelamente a superficie e apontando para a esquerda.
Outro exemplo é cando un carro está se movimentando en unha estrada e decide frear bruscamente, de modo que as rodas son trabadas. O carro irá parar por causa da forza de atrito, que actúa entre os pneumáticos e o solo, nese caso contrario ao deslizamento dos penes e a pista. xa para o caso de un home empurrando unha caixa débese considerar que: se a caixa está en repouso encanto o home aplica a forza, a forza de atrito entre a caixa e o plano de apoio será de atrito estático sendo contraria ao deslizamento da caixa para fronte. xa para os pés do home, a forza de atrito estará atuando no sentido a impedir o deslizamento dos pés para tras, nese caso a forza de atrito estático está apontando para fronte.
Caso a caixa estexa deslizando, a forza de atrito entre a caixa e o plano será dinámica e estará se opondo ao deslizamento, que nese caso coincide con a oposición ao movemento da caixa. Para o caso dos pés do home, considerando que mesmo empurrando a caixa non haxa deslizamento en relación à superficie, a forza de atrito continua sendo de carácter estático e nese caso ela estará apontando para fronte, ou sexa, se opondo ao deslizamento dos pés e consecuentemente favorábel ao movemento da caixa. Esa forza de atrito pode ser calculada pola seguinte expresión:
- , onde , medida en Newtons, é o coeficiente de atrito dinámico e a forza que é normal à dirección do movemento (no caso de o corpo estar en un plano horizontal, ten a mesma intensidade do peso do corpo, ou sexa, , onde é a masa do obxecto e é a aceleración do campo gravitacional no local).
Atrito estático
Chamamos de forza de atrito estático a forza que se opón a deslizamento entre as superficies. Por exemplo, podemos citar o deslizamento de unha caixa sobre unha superficie ou tamén o atrito entre o pneumático de un carro cando este non está se movendo sobre a superficie. Cando se tenta empurrar unha caixa en repouso en relación ao solo, nótase que dependendo da forza que é aplicada sobre a caixa, esta non sae do lugar. Así, pódese concluír que hai unha forza que actúa contra o movemento. Ela é denominada forza de atrito estático. Hai que se ter coidado para non relacionar a forza de atrito estático con un corpo necesariamente parado.
Ora, para mover a caixa, se for feita unha forza igual ao atrito dinámico, ela non sairá do lugar, pois as forzas irán se anular. Entón, conclúese con iso que a forza de atrito estático é maior que a de atrito dinámico. Porén, na maioría dos casos, os seus valores son tan próximos que podemos considera-las aproximadamente iguais.
- (análogo ao atrito dinámico)
Enerxía disipada
Ao mover un obxecto en contacto con unha superficie, a enerxía disipada en forma de calor é:
-
- onde
- N é a forza normal,
- μd á o coeficiente de atrito dinámico,
- x e o eixo no que se move o corpo.
- onde
Valores dos coeficientes de atrito
Materiais en contacto | Estático μd | Dinámico μd |
---|---|---|
Xeo // Xeo | 0,1 | 0,03 |
Vidro // Vidro | 0,9 | 0,4 |
Vidro // Madeira | 0,2 | 0,25 |
Madeira // Coiro | 0,4 | 0,3 |
Madeira // Pedra | 0,7 | 0,3 |
Madeira // Madeira | 0,4 | 0,3 |
Aceiro // Aceiro | 0,74 | 0,57 |
Aceiro // Xeo | 0,03 | 0,02 |
Aceiro // Latón | 0,5 | 0,4 |
Aceiro // Teflón | 0,04 | 0,04 |
Teflón // Teflón | 0,04 | 0,04 |
Caucho // Cemento (seco) | 1,0 | 0,8 |
Caucho // Cemento (húmido) | 0,3 | 0,25 |
Cobre // Ferro (fundido) | 1,1 | 0,3 |
Esquí (encerado) // Neve (0ºC) | 0,1 | 0,05 |
Articulacións humanas | 0,02 | 0,003 |
Algúns Casos de Atrito
Rolla de champaña
Nese exemplo, para acharmos a forza que o atrito exerce na rolla sobre a boca da garrafa de vidro cando se tenta practicar a soltura da rolla de cortiza, precisamos antes achar a área de contacto entre a rolla e o bocal. Após obtermos ese dado por contas matemáticas (superficie interna de un cilindro), é preciso achar tamén a presión exercida pola rolla no bocal. A presión da rolla actúa como a Forza Normal na área de contacto, e, sabendo esas dúas informacións e posuíndo os coeficientes de atrito, basta utilizar a fórmula citada acima para obter a Forza de Atrito cando se tenta abrir tal garrafa.
Atrito no plano inclinado
Hai aquí apenas unha particularidade: Cando un corpo está sobre un plano inclinado e baixo a acción exclusiva da gravidade, a intensidade da Forza Normal que se utiliza para calcular a Forza de Atrito corresponde á compoñente perpendicular ao plano de contacto, que pode ser calculada segundo a expresión:
- , onde é o ángulo de inclinación en relación à horizontal.Vale resaltar que cando se trata de un plano inclinado, o ángulo formado polo plano inclinado e a horizontal corresponde ao ángulo formado polo peso do corpo sobre o plano e a súa compoñente perpendicular ao plano inclinado, rutineiramente chamada de Py. Nese circunstancia, a forza de atrito que atuará sobre o corpo irá se opor ao deslizamento para baixo e, por tanto, estará orientada paralelamente ao plano para cima.
A dirección do atrito é sempre perpendicular à recta tanxente á circunferencia no ponto en que o carro se encontra e o sentido aponta para o centro. Para calcular a Intensidade do Atrito usase a seguinte fórmula, desde que se trate de movemento Circular Uniforme:
- Masa do Automóbel Aceleración centrípeta.
a formula xeral, que mede o atrito de unha superficie é: .m = g.sen