Fricción estática frente a fricción cinética: diferencia y comparación

Cuando tratas de empujar un bloque muy pesado, no se mueve. ¿Qué crees que impide que se mueva?

Es la fuerza de fricción que supera la fuerza que aplicas.

La fricción o fuerza de rozamiento o rozamiento es la fuerza que se opone al movimiento relativo oa la tendencia del movimiento relativo de dos superficies en contacto.

La fricción es una fuerza de contacto. Es más fuerte para superficies secas y ásperas y menor para superficies lisas y mojadas.

La fuerza de fricción actúa tangencialmente junto con el contacto de los dos cuerpos. Existe fricción en un par debido a las irregularidades de las superficies.

Puntos clave

1. La fricción estática es la fuerza que resiste el movimiento cuando un objeto está en reposo, mientras que la fricción cinética es la fuerza que resiste el movimiento cuando un objeto está en movimiento.
2. La fricción estática es mayor que la fricción cinética, lo que hace que sea más difícil superarla y hacer que un objeto se mueva.
3. El coeficiente de fricción estática es mayor que la fricción cinética, lo que indica que se necesita más fuerza para superar la fricción estática que para mantener el movimiento.

Fricción estática vs fricción cinética

La fricción estática es la fuerza que mantiene un objeto en reposo y evita que se mueva, actuando hasta que la fuerza aplicada supera la fuerza de fricción estática. La fricción cinética, también conocida como fricción deslizante o fricción móvil, actúa sobre el objeto cuando está en movimiento.

Tabla de comparación

Parámetros de comparación	Fricción estática	Friccion kinetica
Definición	La fuerza de rozamiento que actúa entre dos superficies con tendencia a moverse se denomina rozamiento estático.	La fricción estática es una fuerza variable con una magnitud que va desde cero hasta su valor máximo. El valor máximo de la fricción estática se llama fricción límite.
Magnitud	La fricción estática es una fuerza variable con una magnitud que va desde cero hasta su valor máximo. El valor máximo de la fricción estática se llama fricción límite.	La fricción cinética es una fuerza constante con una magnitud menor que la fricción límite. Su magnitud no puede ser cero.
Fórmula	Al ser una fuerza variable, su fórmula no es fija aunque la fórmula de rozamiento límite es la siguiente: Rozamiento límite = Coeficiente de rozamiento estático × Fuerza normal.	La fórmula de la fricción cinética es la siguiente: Fricción cinética = coeficiente de fricción cinética × Fuerza normal
Comparación de coeficientes de fricción	El coeficiente de fricción estática siempre es mayor o igual que el coeficiente de fricción cinética.	El coeficiente de fricción cinética es menor o igual que el de fricción estática.
Ejemplos	1. Un hombre que empuja un bloque pesado que no se mueve. 2. Un niño apoyado en un carrito estacionario.	1. Una pelota rodando sobre una mesa. 2. Una persona patinando.

¿Qué es la fricción estática?

La fricción estática, como su nombre indica, es la fricción o fuerza que actúa sobre estacionario cosas.

La definición de fricción estática es la fuerza que actúa sobre un objeto estacionario evitando que se mueva. Es una fuerza autoajustable.

La fuerza de fricción estática varía desde cero hasta su límite máximo, que es la fricción límite.

La fricción límite es la fuerza de fricción aplicada justo cuando el cuerpo está a punto de moverse. Su fórmula es la siguiente:

f_l = m_s × N donde, 

1. f_l es el rozamiento limitante
2. μ_s es el coeficiente de fricción estática y
3. N es la fuerza de reacción normal.

Inicialmente, cuando se aplica una fuerza externa a un cuerpo, el valor de la fricción estática es igual a la fuerza externa aplicada ya que aumenta a medida que aumenta la fuerza externa.

El cuerpo está a punto de moverse cuando la fuerza externa es igual a la fuerza de fricción límite. Y si la fuerza externa excede la fricción límite, el cuerpo comienza a moverse.

¿Qué es la fricción cinética?

La fricción cinética es la fuerza de fricción aplicada a un cuerpo en movimiento. Es una fuerza constante. La fricción cinética se opone al movimiento relativo de dos objetos.

Actúa siempre en dirección opuesta a la fuerza externa aplicada.

La fricción cinética nunca puede tener un valor mayor que la fricción límite. La fórmula de la fricción cinética es la siguiente:

f_k = m_k × N donde,

1. f_k es la fricción cinética
2. μ_k es el coeficiente de fricción cinética y
3. N es la fuerza de reacción normal

La fricción cinética a veces también se denomina fricción por deslizamiento o fricción dinámica. El coeficiente de fricción cinética, que es μk, es menor que el de fricción estática μ_s.

Según Wikipedia, los nuevos modelos comienzan a mostrar que la fricción cinética puede ser mayor que la fricción estática. Sin embargo, ahora estudiamos que la fricción cinética siempre es menor que la fricción límite, que es el límite superior de la fricción estática.

Principales diferencias entre la fricción estática y la fricción cinética

1. La fricción estática mantiene un cuerpo en reposo, mientras que la fricción cinética frena un objeto en movimiento.
2. La fricción estática es una fuerza variable, mientras que la fricción cinética es una fuerza constante. Además, la fricción estática es una fuerza autoajustable.
3. La fricción estática puede ser cero, mientras que la fricción cinética nunca puede ser cero.
4. La magnitud de la fricción estática varía de cero a la fricción límite, mientras que la magnitud de la fricción cinética es constante y menor que la de la fricción límite.
5. La magnitud de la fricción estática aumenta con la fuerza aplicada hasta un límite, mientras que la fricción cinética es constante. Aún así, ambos son directamente proporcionales a la fuerza normal.

Referencias

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002072259090014A
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X01000500
3. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.59.14313
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043164803002345

Última actualización: 11 de junio de 2023