Rozamiento seco

Rozamiento seco• Hasta ahora se habían analizado sistemas sin rozamiento.• En esta parte del curso se analizarán sistemas en los que actúa el roce.• Existen dos tipos de roces:

– Rozamiento seco o de Coulomb: Es aquél que existe entre dos elementos sin que actúe un fluido entre ellos.

– Rozamiento fluido: es aquel que se produce en sistemas que contienen fluidos, como en cañerías o cuerpos sumergidos. Éste tiene que ver con la velocidad relativa entre ambos cuerpos, por lo tanto no se estudiará en el curso.

Rozamiento seco• El valor máximo que adquiere la fuerza de roce se determina por:

• cuando el cuerpo está en reposo, y por:

• Cuando el cuerpo está en movimiento. Donde:– : corresponde al módulo de la fuerza de roce estático.– : corresponde al módulo de la fuerza de roce cinético.– : es el coeficiente de roce estático (depende de los materiales y la

terminación superficial)– : Coeficiente de roce cinético.

(depende de los materiales y acabados)– >

Rozamiento seco• La dirección de la fuerza de roce es siempre paralela a la superficie en la

que ésta se genera. Más aún, ésta fuerza se genera sobre la superficie anteriormente nombrada.

• También se puede decir que, la dirección de la fuerza de roce es perpendicular a la normal generada entre la superficie y el cuerpo.

• El sentido de la fuerza de roce es siempre opuesto a la tendencia a moverse del sistema.

Rozamiento seco• Cuando el cuerpo se encuentra en equilibrio, el módulo de la fuerza de roce

es igual a la fuerza que tiende a efectuar el movimiento.• El máximo valor que puede tomar la fuerza de roce cuando el cuerpo está en

reposo es • Si ésta fuerza toma su valor máximo, se dice que el sistema se encuentra en

una condición de movimiento inminente.• En el instante en que el cuerpo comienza a moverse, el módulo de la fuerza

de roce baja al valor y se vuelve constante.

Rozamiento seco• El bloque de 100 kg se encuentra en un plano inclinado con roce, como

se muestra en la figura. Si y , determine (a) Si el cuerpo está estático o en movimiento, (b) la fuerza de roce generada. (c) En caso de que el cuerpo se encontrara en movimiento determine el valor mínimo de para que el sistema se encuentre en reposo.

Rozamiento seco• Si se suma vectorialmente el valor de y , se genera una resultante • Ésta resultante forma un ángulo con la normal.• Bajo estas condiciones, al coeficiente de roce (cinético o estático) se le

conoce como

Rozamiento seco

• La tenaza se encuentra levantando un bloque de 100kg a velocidad constante. Encuentre el mínimo coeficiente de roce estático entre las tenazas y el bloque para que el bloque no se caiga. (Dimensiones en mm)

Rozamiento seco• Las barras AB y BC se encuentran conectadas por una corredera con roce,

donde el coeficiente de rozamiento estático es 0,3. Si se aplica un momento en A de 15 Nm, como se indica en la figura. Calcule el máximo valor del momento aplicado en C que mantiene el equilibrio. Dimensiones en mm

Rozamiento seco

• Si una correa plana rodea un tambor cilíndrico rugoso, con un ángulo de contacto y coeficiente de roce estático . Se puede demostrar que la relación entre las tensiones y , cuando el sistema se encuentra en condición de movimiento inminente, es:

𝑇2

𝑇1

=𝑒𝜇𝑠 𝛽;𝑇 2>𝑇1

Rozamiento seco

• Si se considera el caso de una polea con correa trapezoidal, donde los lados oblicuos forman un ángulo , como muestra la figura, se tiene que la relación entre las tensiones y , es

𝑇2

𝑇1

=𝑒𝜇𝑠 𝛽/ sin(𝛼2 )

;𝑇 2>𝑇1

Rozamiento seco• Se emplea una correa plana para

transmitir un momento de la polea A a la polea B, donde el coeficiente de roce estático es . Si la correa se encuentra en estado de movimiento inminente y la tensión permitida en la correa es de 500N:

• Encuentre el mayor par que se le puede aplicar a la polea A. Suponga que las correas son planas

• Encuentre el par máximo en A, si la polea y la correa son trapezoidales, con un ángulo de trapecio .