Rozamiento Estático

Vimos anteriormente donde aparece la fuerza de rozamiento y cómo actúa. En este momento, hablaremos sobre situaciones en las que el cuerpo no se mueve debido a la acción de la fuerza de rozamiento, es decir, las fuerzas se aplican al bloque, pero la fuerza de rozamiento es más grande que la resultante, lo que hace que el cuerpo permanezca inmóvil.

Esta fuerza se llama fuerza de rozamiento estático.

Luego me preguntas: ¿Cómo sé la intensidad de la fuerza que necesito aplicar a un cuerpo para que este se mueva?

Pues bien, el rozamiento tiene un límite y, por lo tanto, podemos calcular la fuerza máxima de rozamiento estático dada por la fórmula:

\[F_{a t \max }=\mu_{e s t á t i c o} N\]

Donde \(\mu_{e s t á t i c o}\) se llama coeficiente de rozamiento estático y \(N\) es la conocida normal, esa fuerza de reacción que siempre es perpendicular a la superficie.

Una expresión bastante usada es "el cuerpo está al borde del movimiento".¡Cuando veas esto, debes saber que la fuerza de rozamiento está en su límite! Por ejemplo, supongamos que el bloque de abajo está al borde del movimiento, el coeficiente de rozamiento estático entre el mismo y el suelo es \(\mu\) y su masa es \(m_{a}\)

Haciendo el diagrama de cuerpo libre, tenemos:

El cuerpo se mueve solamente en la horizontal, por lo tanto, la resultante en la vertical es nula, así que concluimos que:

\[N = P\]

Con el cuerpo inmóvil, la única certeza que tenemos es que la resultante de las fuerzas, también en la horizontal, es nula y, por lo tanto:

\[F=F_{a t}\]

Es decir, si la fuerza \(F\) aumentara gradualmente, \(F_{a t}\) aumentaría de la misma manera, para asegurar que sus módulos fueran iguales y que no se generara aceleración en el bloque.

Sin embargo, se ha dicho que el bloque está al borde del movimiento, por lo que la fuerza de rozamiento es máxima, y podemos usar la fórmula que tenemos:

\[F_{a t}=\mu N\]

Y aplicando las dos informaciones que obtuvimos:

\[F=\mu P\]

Ahora es necesario practicar y siempre prestar atención a las expresiones que aparecen en el enunciado, ellas agregan datos importantes al problema.