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La fricción es una fuerza que se opone al movimiento. Los físicos distinguen entre la fricción estática, que actúa para mantener un cuerpo en reposo, y la fricción cinética, que actúa para ralentizar su movimiento una vez que comienza a moverse. La fuerza ejercida por la fricción estática (Fs) es proporcional a la fuerza perpendicular ejercida por un cuerpo contra la superficie a lo largo de la cual se mueve, lo que se denomina fuerza normal (Fnorte) El factor de proporcionalidad se llama coeficiente de fracción estática, que generalmente se denota con la letra griega mu con un subíndice s (µs) La relación matemática es:
Fs = µs × Fnorte
Este coeficiente depende de las características de las dos superficies que están en contacto entre sí. Se ha tabulado para varios materiales diferentes. Si no puedes encontrar µs para los materiales que está utilizando, puede determinarlo con un experimento simple.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
TL; DR (demasiado largo; no leído)
Para encontrar el coeficiente mínimo de fricción estática entre dos materiales, construya un plano inclinado a partir de uno de los materiales y coloque un cuerpo hecho del otro material sobre él. Aumente el ángulo de la inclinación hasta que el cuerpo comience a deslizarse. La tangente del ángulo es el coeficiente de fricción.
Use un plano inclinado
Una forma simple de determinar µs es colocar el objeto en cuestión en un plano inclinado hecho del mismo material que la superficie que está estudiando. Aumente gradualmente el ángulo de la inclinación hasta que el objeto comience a deslizarse. Graba ese ángulo. Puedes encontrar de inmediato µs porque es igual a la tangente del ángulo. Este es el por qué:
A medida que sube la inclinación, la fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo de masa metro tiene un componente horizontal y uno vertical. Aplicando la Ley de Newton a cada uno de estos justo antes de que el cuerpo comience a moverse, se encuentra el componente horizontal (que actúa en el X-dirección) para ser FX = mamáX. Lo mismo es cierto en el y dirección: Fy = mamáy.
La aceleración en el X-dirección, mamáX, es igual a la fuerza de gravedad, que es la masa por la aceleración debida a la gravedad (sol) veces el seno del ángulo (ø) formado en el punto de apoyo de la inclinación. Como el cuerpo no se mueve, esto es igual a la fuerza opuesta de la fricción estática, y puede escribir:
(1) mg × sin (ø) = Fs
los y-componente de dirección de la fuerza, mamáy, es igual al coseno del ángulo multiplicado por la masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad, y esto debe ser igual a la fuerza normal, ya que el cuerpo no se mueve,
(2) Fnorte = mg × cos (ø)
Recuerda eso Fs = µsFnorte. Substituto para Fs en la ecuación (1):
mg × sin (ø) = µsFnorte
y usar la ecuación de igualdad a (2) para sustituir Fnorte:
mg × sin (ø) = µs × mg × cos (ø)
El termino "mg"cancela desde ambos lados:
µs = pecado (ø) / cos (ø) = tan (ø)