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Como una fuerza que se opone al movimiento, la fricción siempre reduce la aceleración. La fricción ocurre entre la interacción de un objeto contra una superficie. Su magnitud depende de las características de la superficie y del objeto, y de si el objeto se mueve o no. La fricción puede ser el resultado de una interacción entre dos objetos sólidos, pero no tiene que ser así. La resistencia al aire es un tipo de fuerza de fricción, e incluso podría tratar la interacción de un cuerpo sólido que se mueve sobre o a través del agua como una interacción de fricción.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
La fuerza de fricción depende de la masa de un objeto más el coeficiente de fricción deslizante entre el objeto y la superficie sobre la que se desliza. Resta esta fuerza de la fuerza aplicada para encontrar la aceleración del objeto. La fórmula es la aceleración (a) es igual a la fricción (F) dividida por su masa (m) o a = F ÷ m según la segunda ley de Newton.
Cómo calcular la fuerza de fricción
La fuerza es una cantidad vectorial, lo que significa que debe considerar la dirección en la que actúa. Existen dos tipos principales de fuerzas de fricción: la fuerza estática (FS t) y la fuerza de deslizamiento (Fsl) A pesar de que actúan en la dirección opuesta a la que se mueve un objeto, la fuerza normal (Fnorte) produce estas fuerzas, que actúan perpendicularmente a la dirección del movimiento. Fnorte es igual al peso del objeto más cualquier peso adicional. Por ejemplo, si presiona un bloque de madera sobre una mesa, aumenta la fuerza normal y, por lo tanto, aumenta la fuerza de fricción.
Tanto la fricción estática como la deslizante dependen de las características del cuerpo móvil y la superficie a lo largo de la cual se mueve. Estas características se cuantifican en los coeficientes de estática (µS t) y deslizamiento (µsl) fricción. Estos coeficientes son adimensionales y se han tabulado para muchos elementos y superficies comunes. Una vez que encuentre el que aplique en su situación, calcule las fuerzas de fricción usando estas ecuaciones:
FS t = µS t × Fnorte
Fsl = µsl × Fnorte
Cálculo de aceleración
La segunda ley de Newton dice que la aceleración de un objeto (a) es proporcional a la fuerza (F) aplicada sobre él, y el factor de proporcionalidad es la masa de los objetos (m). En otras palabras, F = ma. Si está interesado en la aceleración, reorganice la ecuación para leer a = F ÷ m.
La fuerza es una cantidad vectorial, lo que significa que debe considerar la dirección en la que actúa. Existen dos tipos principales de fuerzas de fricción: la fuerza estática (FS t) y la fuerza de deslizamiento (Fsl) A pesar de que actúan en la dirección opuesta a la que se mueve un objeto, la fuerza normal (Fnorte) produce estas fuerzas, que actúan perpendicularmente a la dirección del movimiento. Fnorte es igual al peso del objeto más cualquier peso adicional. Por ejemplo, si presiona un bloque de madera sobre una mesa, aumenta la fuerza normal y, por lo tanto, aumenta la fuerza de fricción.
La fuerza total (F) sobre un objeto sujeto a fricción es igual a la suma de la fuerza aplicada (Faplicación) y la fuerza de fricción (Ffr) Pero como la fuerza de fricción se opone al movimiento, es negativa en relación con la fuerza de avance, por lo que F = Faplicación - Ffr. La fuerza de fricción es el producto del coeficiente de fricción y la fuerza normal, que en ausencia de fuerzas adicionales hacia abajo, es el peso del objeto. El peso (w) se define como la masa (m) de un objeto multiplicado por la fuerza de gravedad (g): Fnorte = w = mg.
Ahora está listo para calcular la aceleración de un objeto de masa (m) sujeto a una fuerza aplicada Faplicación y una fuerza de fricción. Como el objeto se está moviendo, utiliza el coeficiente de fricción deslizante para obtener este resultado:
a = (Faplicación - µsl × mg) ÷ m