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5.3. La fuerza de roce

Objetivo

OA7 Comprende la fuerza de roce, considerando su efecto en objetos en situaciones cotidianas y los factores de los que depende.

Conocimiento previo

Observa la imagen y luego responde la siguiente pregunta 

Reflexiona

Si tuvieras que empujar una caja grande de madera por 5 metros ¿En cuál de las dos superficies realizarías dicha acción? Fundamenta tu respuesta. 

¿Que es la fuerza de roce?

Cada vez que empujamos un objeto, como una caja o un mueble, experimentamos cierta resistencia a la fuerza que ejercemos. Dicha resistencia, que se opone al movimiento de los cuerpos, se denomina fuerza de roce, de rozamiento o de fricción.

Como comprobaste en la actividad anterior, la fuerza de roce varía en diferentes tipos de superficies. Esto se debe a que el origen de la fuerza de roce está en las pequeñas irregularidades o rugosidades de las superficies en contacto. En la imagen, las superficies corresponden a una caja y al suelo. Muchas veces, las rugosidades o imperfecciones presentes en cada una de las superficies no son visibles, por lo que el contacto se produce entre irregularidades casi microscópicas. Si no existiera la fuerza de roce, sería prácticamente imposible que pudiésemos caminar, viajar en bicicleta o automóvil, pues esta permite que nuestros pies, o las ruedas de un vehículo, se “adhieran” al suelo.

Fuerza Normal ¿Que es? ¿como se relaciona con la fuerza de roce?

Para comprender cómo se modela la fuerza de roce debemos conocer las fuerzas que actúan sobre un cuerpo posado sobre una superficie. Estas son la fuerza peso (p), que ya estudiamos, y la fuerza normal (N). ¿Qué es la fuerza normal? Cuando estamos de pie, acostados o sentados, nuestro peso es la fuerza que ejercemos sobre la superficie en la que nos encontramos, pero ¿por qué no nos desplazamos en dirección a ella? En este caso nuestro peso se encuentra en equilibrio con la fuerza normal. Esta última, corresponde a la fuerza que la superficie ejerce sobre el cuerpo y cuya dirección es perpendicular a la superficie.

Cuando la superficie en que está apoyado el cuerpo es horizontal (A), la fuerza normal y el peso tienen igual magnitud y dirección, pero sentidos opuestos. Si la superficie está inclinada (B), la dirección y la magnitud de ambas fuerzas son diferentes y el sentido de la fuerza normal es perpendicular a la superficie.


Tipos de fuerza de roce

Existen tres tipos de fuerza de roce: por deslizamiento, por rodamiento y en fluidos. A continuación se explica cada una de ellas.

Fuerza de roce por deslizamiento

Se produce cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre otra. Su magnitud depende de la textura de las superficies: mientras más rugosas, mayor será la intensidad de la fuerza que ejercen. Se divide en dos subtipos: el roce estático, que se evidencia cada vez que se intenta sacar a un cuerpo del estado de reposo y que alcanza su máximo valor justo antes de que el objeto se desplace; y el roce dinámico o cinético, que actúa una vez que el cuerpo se encuentra en movimiento.


Fuerza de roce por rodamiento

Se presenta cuando un cuerpo, por ejemplo la rueda de una bicicleta, o una pelota, rueda sobre una superficie. Generalmente, esta fuerza presenta una menor magnitud que la de roce por deslizamiento.

Fuerza de roce en fluidos

Se manifiesta cuando deslizamos un objeto sólido a través de un fluido, como el aire o el agua. Este fenómeno se puede evidenciar, por ejemplo, al saltar con un paracaídas o al realizar un clavado en una piscina.