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Si alguna vez ha utilizado discos de freno (por ejemplo, los de un automóvil o una bicicleta), habrá visto este principio en acción. Al presionar los frenos, se empuja un conjunto de bloques generadores de fricción contra discos de metal unidos a las ruedas. Cuanto más presiones los frenos, más fuerte se presionarán los bloques contra los discos y habrá más fricción. Esto le permite detener rápidamente el vehículo, pero también libera mucho calor, razón por la cual los sistemas de frenos suelen estar muy calientes después de un frenado fuerte. 
Pruebe el siguiente experimento simple para observar la diferencia entre la fricción estática y dinámica: Coloque una silla u otro mueble en un piso liso de su casa (no sobre una alfombra o moqueta). Asegúrese de que los muebles no tengan ninguna protección "tachuelas" en la parte inferior o algún otro tipo de material que facilite su deslizamiento por el suelo. Prueba los muebles sólo Empuje lo suficientemente fuerte para que comience a moverse. Debe notar que una vez que los muebles comienzan a moverse, inmediatamente se vuelve mucho más fácil empujarlos. Esto se debe a que la fricción dinámica entre los muebles y el suelo es menor que la fricción estática. 
Pruebe el siguiente experimento simple para tener una idea de cuánto puede reducir la fricción líquida: Frótese las manos cuando estén frías y quiera calentarlas. Debería poder notar inmediatamente que se calientan al frotar. Luego ponga una cantidad razonable de loción en sus palmas e intente hacer lo mismo nuevamente. No solo debería ser más fácil frotarse las manos rápidamente, sino que también notará que se calientan menos. 
Por ejemplo, considere la diferencia entre arrastrar un peso pesado por el suelo en un carro y un peso similar en un trineo. Un vagón tiene ruedas, por lo que es más fácil de tirar que un trineo, que se arrastra por el suelo y genera mucha fricción por deslizamiento. 
Por ejemplo, considere la diferencia en el esfuerzo que tendrá que hacer para soplar agua a través de una pajilla versus soplar miel a través de una pajilla. El agua no es muy viscosa y se moverá fácilmente a través de la pajilla. La miel es mucho más difícil de soplar a través de una pajilla. Esto se debe a que la alta viscosidad de la miel crea mucha resistencia y, por lo tanto, fricción cuando se sopla a través de un tubo angosto como una pajilla. 
Supongamos que una piedra y una hoja de papel pesan un gramo. Caigamos los dos al mismo tiempo, luego el guijarro caerá hacia abajo mientras la hoja de papel girará lentamente hacia abajo. Aquí es donde se ve la resistencia del aire en acción: el aire empuja contra la superficie grande y ancha del papel, creando resistencia y provocando que el papel caiga mucho más lentamente que el guijarro, que tiene una sección transversal relativamente estrecha. 
Por ejemplo, piensa en las alas de un avión. La forma típica del ala de un avión se llama superficie sustentadora. Esta forma suave, estrecha y redondeada, se mueve fácilmente a través del aire. El coeficiente de arrastre es muy bajo — 0.45. Por otro lado, puedes imaginar que un ala tiene esquinas afiladas, es cuadrada o parece un prisma. Estas alas generan mucha más fricción porque generan mucha resistencia durante el vuelo. Entonces, los prismas tienen un coeficiente de arrastre mayor que las superficies aerodinámicas, alrededor de 1.14. 
Por ejemplo: la forma en que el automóvil familiar promedio está diseñado hoy en día en comparación con el mismo tipo hace décadas. En el pasado, los autos eran mucho más compactos y tenían líneas mucho más rectas y rectangulares. Hoy en día, la mayoría de los autos familiares son mucho más aerodinámicos y suavemente redondeados en gran medida. Esto se hizo a propósito: una forma aerodinámica permite que un automóvil experimente menos resistencia del aire, por lo que el motor tiene que trabajar menos para impulsar el automóvil (y, por lo tanto, menos consumo de combustible). 
Para dar un ejemplo de esta característica en acción, considere lo que le sucede a un bate de ping pong cuando le perfora algunos agujeros. Entonces se vuelve mucho más fácil mover el bate rápidamente. Los orificios permiten que el aire pase mientras se balancea el bate, lo que reduce en gran medida la resistencia y permite que el bate se mueva más rápido. Solo piense en el Lockheed SR-71 "mirlo", un avión experimental con fines de espionaje, construido durante la guerra fría. El Blackbird, que podía volar a velocidades superiores a Mach 3.2, encontró una resistencia extrema a esas altas velocidades, a pesar de su diseño aerodinámico, lo suficientemente extremo como para hacer que el fuselaje de metal del avión se expandiera debido al calor generado por la fricción del aire durante el vuelo.
Aumentar la fricción
Contenido
¿Alguna vez te has preguntado por qué tus manos se calientan cuando las frotas rápidamente o por qué puedes encender un fuego frotando dos palos juntos?? La respuesta es fricción! Cuando dos superficies se frotan entre sí, contrarrestarán el movimiento de cada uno a un nivel microscópico. Esta resistencia generará energía en forma de calor, que podrás utilizar para calentarte las manos, hacer una fogata, etc. Cuanto mayor sea la fricción, más energía se liberará, por lo que saber cómo aumentar la fricción entre dos partes móviles en un sistema mecánico básicamente te da la capacidad de generar mucho calor!
Pasos
Método 1 de 2: crear una superficie más rugosa
1. Cree puntos de contacto más "ásperos" o pegajosos. Cuando dos materiales se deslizan o rozan entre sí, pueden ocurrir tres cosas: pequeñas esquinas, grietas e irregularidades en la superficie pueden engancharse; una o ambas superficies pueden deformarse en respuesta al movimiento; y, eventualmente, los átomos en cualquier superficie pueden comenzar a interactuar. A efectos prácticos, estas tres cosas hacen lo mismo: crean fricción. Seleccionar superficies que sean abrasivas (como papel de lija), deformadas (como goma) o pegajosas (como pegamento, etc.).) es una forma sencilla de aumentar la fricción.
- Los libros de texto de ingeniería y recursos similares pueden ser excelentes herramientas para elegir los materiales que se usarán para aumentar la fricción. La mayoría de los materiales de construcción estándar tienen un conocido "coeficiente de fricción" — esa es una medida de cuánta fricción se genera junto con otras superficies.Los coeficientes de fricción para solo algunos materiales conocidos se enumeran a continuación (un valor más alto indica una fricción más alta):
- Aluminio sobre aluminio: 0,34
- Madera sobre madera: 0,129
- Hormigón seco sobre caucho: 0,6-0,85
- Hormigón húmedo sobre caucho: 0,45-0,75
- Hielo sobre hielo: 0,01
2. Empuje las dos superficies juntas más fuerte. Una definición básica en física establece que el rozamiento que sufre un objeto es proporcional a la fuerza normal (para nuestros propósitos esta fuerza es igual a la que el objeto empuja contra otro). Esto significa que la fricción entre dos superficies puede aumentar si las superficies se empujan entre sí con más fuerza.
3. Detener cualquier movimiento relativo. Esto significa que si una superficie se mueve en relación con otra superficie, la detiene. Hasta ahora nos hemos centrado endinámica (o "corredizo") fricción: la fricción que ocurre cuando dos objetos o superficies se frotan entre sí. De hecho, esta forma de fricción es diferente de estático fricción — la fricción que ocurre cuando un objeto comienza a moverse contra otro objeto. En esencia, la fricción entre dos objetos es mayor cuando comienzan a moverse uno contra el otro. Una vez que están en movimiento, la fricción disminuye. Esta es una de las razones por las que es más difícil mover un objeto pesado que mantenerlo.
4. Eliminar líquidos entre superficies. Líquidos como aceite, grasa, vaselina, etc., puede reducir significativamente la fricción entre objetos y superficies. Esto se debe a que la fricción entre dos sólidos suele ser mucho mayor que la que existe entre un sólido y un líquido intermedio. Para aumentar la fricción, puede eliminar todos los fluidos posibles de la ecuación, donde solo "seco" partes crean fricción.
5. Retire las ruedas o los transportadores para crear fricción deslizante. Ruedas, portaequipajes y otros "laminación" los objetos experimentan un tipo especial de fricción llamada fricción rodante. Esta fricción es casi siempre menor que la fricción generada al deslizar el mismo objeto por el suelo. — Es por esto que estos objetos tienden a rodar y no deslizarse por el suelo. Para aumentar la fricción en un sistema mecánico se pueden cambiar las ruedas, carros, etc. para que las partes se deslicen una contra la otra, no ruede.
6. Aumentar la viscosidad. Los objetos sólidos no son las únicas cosas que pueden crear fricción. Las sustancias líquidas (líquidos y gases como el agua y el aire, respectivamente) también pueden generar fricción. La cantidad de fricción que genera una sustancia líquida cuando pasa junto a un sólido depende de varios factores. Uno de los más fáciles de controlar es la viscosidad, eso es lo que generalmente es "grosor" se llama. En general, los líquidos de alta viscosidad (que son "gordo", "pegajoso", etc.) causan más fricción que los líquidos que son menos viscosos (que son "resbaladizo" y "líquido").
Método 2 de 2: aumentar la resistencia en un líquido o gas
1. Aumentar la viscosidad del líquido. El medio a través del cual se mueve un objeto ejerce una fuerza sobre el objeto que, como un todo, trata de cancelar la fuerza de fricción sobre el objeto. Cuanto más denso es un líquido (y, por lo tanto, más viscoso), más lento se moverá un objeto a través de ese líquido bajo la influencia de una fuerza dada. Por ejemplo: una canica caerá a través del aire mucho más rápido que a través del agua, y a través del agua más rápido que a través del jarabe.
- La viscosidad de la mayoría de los líquidos se puede aumentar bajando la temperatura. Por ejemplo: una canica cae más lentamente a través del almíbar frío que a través del almíbar a temperatura ambiente.
2. Aumentar el área expuesta al aire. Como se mencionó anteriormente, los líquidos como el agua y el aire pueden generar fricción al pasar por los sólidos. La fuerza de fricción que experimenta un objeto mientras se mueve a través de una sustancia líquida se llama resistencia (dependiendo del medio esto también se llama "resistencia del aire", "resistencia al agua", etc.) Una de las propiedades del arrastre es que un objeto con una sección transversal más grande, es decir, un objeto con un perfil más grande a medida que se mueve a través del fluido, experimenta más resistencia. Como resultado, el líquido tiene más área de superficie contra la cual empujar, lo que aumenta la fricción sobre el objeto a medida que se mueve a través de él.
3. Elige una forma con mayor resistencia. Aunque la sección transversal de un objeto es una buenageneral es una indicación del tamaño de la resistencia, en realidad los cálculos de resistencia son mucho más complicados. Diferentes formas se comportan de diferentes maneras en los fluidos por los que pasan; esto significa que algunas formas (p. placas planas), experimentan más resistencia que otras formas (por ejemplo,. esferas) hechas del mismo material. Debido a que la medida de la magnitud relativa de la resistencia del aire también se llama "coeficiente de arrastre" caliente, se dice que las formas con una alta resistencia al aire tienen un mayor coeficiente de arrastre.
4. Hacer que el objeto sea menos aerodinámico. Otro fenómeno relacionado con los diferentes coeficientes de arrastre de las diversas formas es que los objetos con un tamaño más grande y más cúbico "línea de corriente", generalmente generan más resistencia que otros objetos. Estos objetos consisten en líneas rectas y ásperas y por lo general no se estrechan hacia atrás. Por otro lado, los objetos aerodinámicos tienden a ser más redondeados y se estrechan hacia atrás, como el cuerpo de un pez.
5. Use material que permita que pase menos aire. Algunos materiales permiten el paso de líquidos y gases. En otras palabras, tiene agujeros para que pase el líquido. Esto asegura que la superficie del objeto contra el que empuja el líquido se vuelve más pequeña, por lo que hay menos resistencia. Esta propiedad sigue siendo válida incluso si los orificios son microscópicos; siempre que los orificios sean lo suficientemente grandes para que pase líquido/aire, la resistencia se reducirá. Esta es la razón por la que los paracaídas, diseñados para generar mucha resistencia del aire y reducir así la velocidad de alguien o algo, están hechos de seda o nailon fuerte y ligero, y no de algodón o filtros de café.
6. Aumentar la velocidad del objeto. Finalmente, independientemente de la forma de un objeto o cuán permeable sea el material del que está hecho, la resistencia que encuentra siempre aumentará a medida que se mueve más rápido. Cuanto más rápido se mueva un objeto, más líquido tendrá que moverse, lo que a su vez aumenta la resistencia. Los objetos que se mueven a velocidades muy altas pueden experimentar una fricción muy alta debido a la gran resistencia, por lo que estos objetos generalmente serán aerodinámicos o se desmoronarán debido a la fuerza de la resistencia.
Advertencias
- La fricción extremadamente alta puede liberar mucha energía en forma de calor! Por ejemplo, usted realmente no quiere sentarse en las pastillas de freno de su automóvil justo después de pisar el freno con fuerza!
- Las grandes fuerzas liberadas al arrastrar un líquido pueden causar daños estructurales a ese objeto. Por ejemplo, si metes el lado plano de una pieza delgada de madera contrachapada en el agua mientras viajas en una lancha rápida, es muy probable que se rompa en pedazos.
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