Fuerzas dinámicas y rozamientos

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FUERZAS DINÁMICAS Y ROZAMIENTOS

2 _ CILINDROS

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FUERZAS DINÁMICAS Y ROZAMIENTO

PUESTA EN MOVIMIENTO DE UN MÓVIL

Un móvil se encuentra inmóvil sobre una superficie

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Tiene una masa m

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Tiene una masa m

Por lo que su peso G presiona sobre el suelo que lo soporta

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Tiene una masa m

G = m . g

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Tiene una masa m

G = m . g

Dando lugar a la aparición de la reacción del suelo sobre el móvil

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G = m . g

Puesto que la superficie está horizontal se ve claramente que el peso G es una fuerza normal a la superficie

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G = m . g

Puesto que la superficie está horizontal se ve claramente que el peso G es una fuerza normal a la superficie

El caso es que, toda fuerza normal de un móvil sobre una superficie, provoca una suerte de adherencia a ella que tiende a inmovilizarlo

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G = m . g

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De tal forma que si el suelo se inclinase el móvil no se movería hasta que éste no adquiriese una cierta inclinación.

G = m . g

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G = m . g

De tal forma que si el suelo se inclinase el móvil no se movería hasta que éste no adquiriese una cierta inclinación.

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G = m . g

inclinación =

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G = m . g

inclinación =

Pues aparecería una fuerza de rozamiento Fr, que es igual a la fuerza tangencial T que pretende mover el cuerpo por la rampa, mientras éste se mantiene quieto.

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G = m . g

inclinación =

T = Fr ; R = m . a = T – Fr = 0 ; a = 0

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G = m . g

inclinación =

La Resultante de las fuerzas R, ante tal igualdad entre T y Fr, sería nula y el cuerpo permanecería sin aceleración y, por tanto, conservaría su velocidad nula de estático y quieto sobre la rampa.

T = Fr ; R = m . a = T – Fr = 0 ; a = 0

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

T = Fr ; R = m . a = T – Fr = 0 ; a = 0

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

Según va creciendo la inclinación va creciendo tanto T como Fr, pero hay un límite para Fr y, cuando lo alcanza, Fr se hace máxima y deja de crecer

T = Fr ; R = m . a = T – Fr = 0 ; a = 0

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

Cuando esto ocurre se rompe la igualdad entre T y Fr, con lo que la resultante de las fuerzas R se hace no nula y aparece el movimiento al aparecer una aceleración a que lo genera.

T > Fr ; R = m . a = T – Fr > 0 ; a > 0

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

Fr = N .

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

De esta forma se puede averiguar cual es el valor máximo de esa fuerza de rozamiento Fr que es función de la fuerza normal N a la superficie del movimiento y de un coeficiente que depende del modo del rozamiento

Fr = N .

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

Fr = N .

Fr = N . ; G sen = G cos . ;

= tag.

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G = m . g

inclinación =

N = G cos

T = G sen = Fr

Se comprueba, con esta experiencia, que el coeficiente de rozamiento que nos presenta la la fuerza de rozamiento límite Fr es la tangente de la inclinación a la cual comienza el deslizamiento del móvil.

Fr = N .

Fr = N . ; G sen = G cos . ;

= tag.

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G = m . g

Por tanto si a este móvil le aplicásemos un fuerza de empuje L

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G = m . g

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G = m . g

Aparecería, además de la fuerza de empuje L una fuerza de rozamiento que se le opondría.

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R = m . a = L – Fr > 0 ; a >0

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R = m . a = L – Fr > 0 ; a >0

De forma que cuando L > Fr habría una aceleración debida a la resultante R = L – Fr que permanecería hasta alcanzar la velocidad deseada v.

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L = R ; R = m . a = L – Fr = 0 ; a = 0 ; v = uniforme

Cuando se alcanza la velocidad deseada se vuelve a la igualdad entre las fuerzas L y Fr.

Velocidad uniforme deseada

Reducción de la fuerza

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L = R ; R = m . a = L – Fr = 0 ; a = 0 ; v = uniforme

ResultanteR = 0

Velocidad uniforme

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L = Fr

Fuerzas que empujan = Fuerzas que se oponen

ResultanteR = 0

Velocidad uniforme

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Esta es la situación tecnológica más frecuente para un cilindro oleohidráulico: velocidad uniforme y equilibrio de fuerzas. Por tanto:

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La mayoría de las cargas L que deberá ejercer un cilindro oleohidráulico se harán con velocidad uniforme y por tanto con R = m . a = 0 . Lo dicho:

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La mayoría de las cargas L que deberá ejercer un cilindro oleohidráulico se harán con velocidad uniforme y por tanto con R = m . a = 0 . Lo dicho:

ResultanteR = 0

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ResultanteR = 0

L = FrR = L - Fr

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Velocidad uniforme

ResultanteR = 0

L = FrR = L - Fr

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Fuerzas que empujan = Fuerzas que se oponen

Velocidad uniforme

ResultanteR = 0

L = FrR = L - Fr

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