Page 101 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

82 Capítulo 4 Equilibrio traslacional y fricción

La primera condición de equilibrio puede aplicarse
Consideraciones para problem as
en los que interviene la fricción para formar dos ecuaciones que representen las fuer­
zas a lo largo del plano del movimiento y las que son
1. Las fuerzas de fricción son paralelas a las superficies y perpendiculares a él.
se oponen directamente al movimiento o al movimien­
to inminente. 5. Las relaciones fs = /ijl y fk = fxkTl se aplican para de­
2. La máxima fuerza de fricción estática es mayor que la terminar la cantidad deseada.
fuerza de fricción cinética para los mismos materiales. ó. Jamás debe darse por hecho que la fuerza normal es
3. Al dibujar diagramas de cuerpo libre, en general es igual al peso. Se debe determinar su magnitud suman­
do las fuerzas a lo largo del eje normal.
preferible elegir el eje x siguiendo la dirección del mo­
vimiento y el eje y normal a la dirección del movi­
miento o del movimiento inminente.

w/s
Un trineo de 50 N descansa sobre una superficie horizontal y se requiere un tirón horizon­
tal de 10 N para lograr que empiece a moverse. Después de que comienza el movimiento
basta una fuerza de 5 N para que el trineo siga moviéndose con una velocidad constante.
Encuentre los coeficientes de fricción estática y cinética.
Plan: Las palabras clave que deben captarse son empiece a moverse y siga moviéndose
con una velocidad constante. Las primeras implican fricción estática, en tanto que las últi­
mas se refieren a la fricción cinética. En cada caso existe una condición de equilibrio y es
posible hallar los valores para los valores de la fuerza normal y de la de fricción, que son
necesarios para determinar los coeficientes.

Solución: Para cada caso hemos impuesto los diagramas de cuerpo libre sobre los bos­
quejos, como aparece en las figuras 4.14a y b. Al aplicar la primera condición de equilibrio
a la figura 4.14a se obtiene
2 F\ = 0: IO N —/s = 0 o f = ION

2 K = 0: n - 50 N = 0 o 72 = 50 N
Podemos hallar el coeficiente de fricción estática a partir de la ecuación (4.10)

fs ION fjus = 0.20
n 50 N'

n n

(a) (b)
Figura 4.14 (a) Se precisa una fuerza de 10 N para contrarrestar la máxima fuerza de fricción está­
tica. (b) Se necesita una fuerza de sólo 5 N para mover el trineo con rapidez constante. {Fotografía de
Hemera Inc.)