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Ley fundamental de la dinámica - Segunda ley de Newton

Dirección 2.3.2 La fuerza de rozamiento cinético
del movimiento
Una vez que la fuerza aplicada sobre un objeto supera en intensidad a
la fuerza de rozamiento estático, el objeto se mueve. Cuando el objeto
se encuentra en movimiento, la fuerza de rozamiento es menor que la
fuerza de rozamiento estático máxima. A la fuerza de rozamiento cuando
los cuerpos se encuentran en movimiento se le denomina fuerza de ro-
zamiento cinético y se representa opuesta a la dirección del movimiento.
La fuerza de rozamiento cinético es directamente proporcional a la
F r fuerza normal. La constante de proporcionalidad que, como en el caso
del rozamiento estático, depende de la naturaleza de las superficies en
contacto, se llama coeficiente de rozamiento cinético m . En este caso
c
tenemos:
Figura 7. La fuerza de rozamiento cinético Fr cinético 5 m ? F
se presenta cuando los cuerpos están en c N
movimiento.

EJEMPLO

Sobre una caja de masa 8,0 kg se aplica una fuerza de 80,0 N que forma
con la horizontal un ángulo de 30° y este se desliza sobre una superficie
plana. El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la super-
ficie es de 0,20.
30º
Determinar la aceleración con la cual se mueve el objeto. 80 N
F
Solución: F 5 (69,3; 240,0)
En la siguiente figura se representa el diagrama de

fuerzas correspondiente. mg 5 (0, 278,4)
F 5 (2Fr, 0)
y r
F 5 (0, F )
N
N
F
N F neta 5 (F neta , 0)
F F
r x Podemos plantear las siguientes ecuaciones para las
30º x componentes:
F
x
Para y: 240,0 N 2 78,4 N 1 F 5 0
N
F De la cual podemos deducir que F 5 118,4 N
mg N
Para calcular la fuerza de rozamiento, tenemos que:
Las componentes de la fuerza F, se calculan así: F 5 mc ? F
N
r
F 5 F ? cos 30° F 5 0,20 ? 118,4 N 5 23,68 N Al remplazar
x
F 5 80,0 N ? cos 30° 5 69,3 N r y calcular
x
F 5 2F ? sen 30° Para x: 69,3 ? N 2 F 5 F neta
y
r
F 5 280,0 N ? sen 30° 5 240,0 N. De la cual podemos deducir que:
y
El peso de la caja es: F neta 5 69,3 N 2 23,68 N 5 45,62 N.
w 5 m ? g Para calcular la aceleración, tenemos que:
2
w 5 8,0 kg ? 9,8 m/s 5 78,4 N. F 5 m ? a
No conocemos la componente en x de la fuerza de ro- neta
zamiento ni la componente en y de la fuerza normal. a 5 F neta 5 45,62 N 5 5,7m/s 2 Al remplazar
Además, como el objeto permanece en contacto con m 8,0kg y calcular
la superficie sobre la cual se desliza, la componente La aceleración del objeto es de 5,7 m/s 2
en y de la fuerza neta es igual a cero. Escribimos las
componentes de las fuerzas, expresadas en N.

112 © Santillana

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