Dinámica

Imaginemos la siguiente situación: tratamos de arrastrar un gran sillón sobre un piso de madera, pero en nuestro primer intento, la fuerza que aplicamos al empujar no es suficiente para mover el sillón ni un milímetro. Lo intentamos nuevamente, aplicando una fuerza mayor, pero aún así, el sillón no se arrastra. Por fin, nos ayuda a empujar otra persona y esta vez sí logramos desplazar el mueble. Sin embargo, notamos que después de que el movimiento empieza, no necesitamos ayuda para empujar el sillón, ya que la fuerza que ejercemos es suficiente para mantenerlo en movimiento. En cualquiera de los casos mencionados, aplicamos fuerza contra el roce que actúa entre las superficies en contacto del sillón y del suelo. Sin embargo, observamos una diferencia significativa: para sacar al sillón de su estado de reposo se requiere una fuerza mayor que para mantenerlo en movimiento. En general, esta situación se puede modelar haciendo la distinción entre un roce estático y un roce cinético.

Cuando empujamos el sillón del ejemplo anterior, inicialmente actúa el roce estático, oponiéndose a que el mueble cambie su estado de reposo. Si aplicamos más fuerza, el roce estático también aumenta, como se muestra en la Figura , hasta que alcanza un límite máximo. Esta magnitud corresponde a la fuerza de roce estático máximo (Fe), que actúa en el instante justo anterior al movimiento.

Donde N es el módulo de la fuerza normal que actúa sobre el objeto y μe es el coeficiente de roce estático, un número adimensional cuyo valor se obtiene experimentalmente y que, en general, sólo depende del tipo de materiales de las superficies en contacto.

Por su parte, el módulo de la fuerza de roce cinético, que actúa sobre un objeto que se arrastra sobre una superficie, se define del siguiente modo:

Donde μc es el coeficiente de roce cinético, que tiene las mismas características de μe . En general, para el mismo tipo de superficies en contacto se encuentra que: