¿Qué causa la fricción? ¿Por qué dos objetos que rozan entre sí crean fricción? ¿Por qué el hecho de que dos superficies se toquen tiene algún efecto en la cantidad de fuerza requerida para mover cualquiera de las superficies?

Answer 1

Hemos leído (en las otras respuestas) cosas buenas sobre las fuerzas atómicas entre las dos superficies.

Aquí voy a dar un ejemplo simple que indica que un mecanismo de fricción adicional que llamo “fricción de ondulación ascendente-descendente de origen mecánico clásico” puede existir incluso en el contexto de cuerpos perfectamente rígidos, deslizándose horizontalmente uno encima del otro (en la gravedad). campo), en el contexto de la mecánica clásica, siempre que haya alguna otra fricción “plana de escala más fina” u otro mecanismo disipativo, para empezar. Este efecto va a aumentar la disipación general (fricción).

Imagina que tomas una tabla larga y comienzas a apilar los marcadores de pizarra cilíndricos a través de ella, en contacto unos con otros. Luego haces un segundo tablero de ese tipo. Coloca una tabla plana y la volteas sobre la otra, de modo que los marcadores de la tabla superior caigan entre los marcadores adyacentes de la tabla inferior.

Ahora, intente empujar la tabla superior verticalmente (suponga que pegó la tabla inferior al piso). Que es lo que va a pasar? El tablero superior puede deslizarse sobre el de abajo, mientras oscila ligeramente hacia arriba y hacia abajo (su rango de arriba a abajo es una fracción [math] \ sqrt {3} / 2 [/ math] del diámetro de los marcadores). Ahora para hacer que suba, inviertes trabajo, para comprarte energía cinética. ¿Qué sucede cuando alcanzas el punto más alto? más allá comienza a deslizarse hacia abajo, y ahí es donde la fricción plana de escala más fina actúa como un amortiguador, y luego nuevamente los dos conjuntos de marcadores se entrecruzan y usted está en la parte inferior y así sucesivamente …

Answer 2

La fricción tiene varios orígenes, y eso es lo que hace que sea difícil de entender. Algunas fricciones surgen porque las superficies son bastante rugosas, a escala microscópica, y por lo tanto tienden a engancharse unas con otras. Algunas fricciones surgen debido a la atracción microscópica de los átomos hacia otros átomos; ese efecto es el electromagnético al que te refieres. Es por eso que se experimenta la mayor fricción cuando se tocan dos superficies muy suaves.

Answer 3

En términos simples, cuando dos superficies se rozan, en el nivel elemental, las nubes de electrones se arrastran entre sí y los campos de fuerza asociados empujan a los electrones más allá de sus zonas estables con una fuerza F sobre una distancia s. Después de un rato, el electrón se suelta y vuelve a la nube más cercana que puede ser de donde vino, o una adyacente. Su energía se incrementa en E = F x s. La energía extra da como resultado una mayor energía cinética del electrón, y las aceleraciones resultantes del mismo hacen que se emitan más fotones. Reconocemos esto como calor. Conversión directa de fuerza mecánica a calor.

Si las dos superficies son ásperas, la abrasión áspera dará como resultado que algunas de las irregularidades se rompan y se separen mecánicamente de la superficie original, completa con sus nubes de electrones que no están tan distorsionadas, por lo que a los electrones no se les confiere tanta energía adicional. Esta es la razón por la que tal abrasión de superficies rugosas no producirá el mismo aumento de calor que la fricción suave, todo lo demás será igual. Solo fabrican mucho polvo y similares, algunos de los cuales pueden actuar como lubricantes, disminuyendo la fricción.

¿Por qué las nubes de electrones distorsionan las nubes adyacentes que se mueven más allá? En realidad no lo hacen, para ser más correctos, son los campos L de los electrones los que atraen y arrastran, porque atraen.

Para explicarlo, un electrón es una carga negativa rodeada por un campo cautivo complejo e-m, llamado su campo L. Los campos L poseen un campo de fuerza y, al igual que los campos L, se atraen, lo opuesto a las fuerzas de Coulomb. De ahí el arrastre / distorsión. La emisión de electrones en realidad proviene de los campos L durante la aceleración de la aceleración de los electrones. Cuanto mayor es el retroceso de los electrones, más calor se genera.

Es un poco como una banda de goma. Aplique una fuerza externa y se recuperará con mayor energía proporcional a la fuerza y ​​la desviación aplicadas. Nada de mágico en absoluto.

Si no acepta la noción de campos L, y piensa que un electrón es un punto puntual no comprometido independiente, estudie los textos y explique cómo se comunican: la radio. TV y así en el trabajo.

Recuerde que los electrones oscilan a unos 15 Ghz, por lo que el proceso de distorsión y retorno es casi instantáneo, pero el efecto es acumulativo y real.

Answer 4

La pregunta es demasiado simple para responder. Sugiero reformular la pregunta como qué es la fuerza de fricción y cómo podemos entenderla en el sentido de la física.

En física, la fuerza de fricción describe la fuerza resistiva que un objeto sólido, cuya superficie está en contacto con otra superficie sólida, encuentra cuando intenta iniciar un movimiento o durante el movimiento. El primero se llama fricción estática, el último se llama fricción cinética. En términos generales, la fuerza resistiva entre la interfaz de diferentes asuntos en cualquiera de los tres estados (gas, líquido y sólido) se puede ver como fricción.

Aquí, sin embargo, solo debemos centrarnos en la fricción rígida, no lubricada, de sólida a sólida, ya que es probablemente la parte más fácil de tratar y más simple de todo el reino de la tribología que se puede recortar en los párrafos limitados.

Para una interfaz súper suave donde la hendidura entre las superficies es a nanoescala (puede ver la estructura de cristal bien alineada bajo el microscopio para cada superficie), la fuerza de fricción dominada por la fuerza de Coulomb. La dinámica de la fuerza de fricción puede explicarse por el modelo de Coulomb.
Página en dymoresolutions.com

Fig.1 Superficie de suavidad a nivel atómico.
Imagen topográfica STM de superficie Si (111)
Yuko Yamamoto
Unisoku Co., Ltd.
http://nanoscore.de/wp-content/u …

Para la superficie cruda donde la fisura entre las superficies es mucho más grande que la escala atómica, la influencia de la fuerza de Coulomb es insignificante en comparación con la energía de deformar y desgastar la superficie. Los procesos se detienen o ralentizan el movimiento de un objeto porque requiere trabajo para eliminar una fracción del material de su sustrato, para deformar plásticamente las crestas de la superficie o para reorganizar la alineación de los átomos. Para la fricción macroscópica, la causa suele ser la combinación de todas ellas. Por lo tanto, el valor de la fuerza de fricción macroscópica seca (no lubricada) está determinada por las propiedades del material de la superficie, el estado del entorno, la fuerza normal aplicada y el área de contacto real y su geometría de la interfaz.

Fig.2 La fricción está dominada por el desgaste del material más suave entre las superficies crudas.
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La enorme cantidad de factores participantes hace que ya no sea pragmático intentar escribir una ley de fricción seca macroscópica que sea de aplicación universal. No significa que no lo entendamos. Es solo que no podemos generalizar la teoría de la fricción tan amplia como otras leyes físicas famosas. Tenemos el conocimiento suficiente para hacer una predicción cualitativa de las características de la fricción entre dos superficies si las superficies no están locamente sucias y sucias. Por otro lado, hay una gran cantidad de cosas que no entendemos por las complejas causas del problema. No tenemos un modelo microscópico de la fricción de la cinta adhesiva, o un buen modelo para la dinámica del deslizamiento de fallas que puede ayudarnos a predecir el inicio de un terremoto.
Cuando el desgaste y la fricción no son deseados, generalmente podemos usar lubricante u otro diseño mecánico para minimizar la fricción. Esa es otra razón por la cual la importancia de la fricción es a menudo descuidada y, por lo tanto, mal estudiada.

Answer 5

La fricción tiene muchas causas. Pero el factor principal más común es la rugosidad de dos superficies que interactúan (sin embargo, el magnetismo puede expresarse como “fricción”, pero no es lo que las personas comúnmente consideran como fricción). La gravedad une las cosas, pero en la mayoría de los ejemplos, ambas superficies se desplazan hacia la tierra. A menudo, esto no importa mucho para la superficie “inferior”, pero sí para la superficie superior.

Imagine la superficie inferior como una carretera cincelada y la superficie superior como una tabla con picos en la parte inferior. Si intentara deslizar este tablero o empujarlo, notaría una gran cantidad de fricción. La espiga cae en las grietas de la carretera y, si solo ejerce una fuerza horizontal, se necesita mucha fuerza para moverla hacia adelante porque las púas están empujando contra las paredes de las grietas.

Lo mismo ocurre con las ruedas de los autos, aunque menos exagerado, por supuesto, a menos que conduzca un auto punk’d por un camino desolado en el desierto. Esta es la razón por la cual las ruedas tienen ranuras y un patrón de zigzag. Esto les da agarre en todas las direcciones. Hay un punto dulce para la eficiencia. Demasiada interacción (fricción) y la mayor parte de la fuerza se desperdicia tratando de sacar la rueda de los pequeños baches de la carretera. Demasiada poca interacción y el giro de la rueda prácticamente no tendrán ningún efecto (el automóvil permanecerá en movimiento a altas velocidades en el vacío, pero será muy difícil de acelerar).

Un objeto en un vacío que es difícil de acelerar también será difícil de reducir la velocidad. Pero si ese objeto fuera fácil de reducir la velocidad, también sería fácil de acelerar, sin embargo, se necesitaría mucha energía para contrarrestar la fuerza que intenta desacelerarte.

Por supuesto que tienes muchos más tipos de fricción. La fricción del aire también es muy común. Sin embargo ese es bastante intuitivo. Las partículas interactúan y se presionan entre sí, por lo que es difícil ejercer más presión. La idea subyacente es prácticamente la misma, pero la ejecución es muy diferente ya que estamos tratando con muchas partículas en movimiento libres (en el aire).

Answer 6

La respuesta a esta pregunta se explica claramente en la respuesta de Frank Heile a ¿Es el principio de exclusión de Pauli o las fuerzas electrostáticas que explican por qué no caigo por el suelo? . El principio de exclusión de Pauli es el responsable de la estabilidad de la materia y también es responsable de que dos objetos puedan ejercer una fuerza de contacto entre sí. Como explico en esa respuesta, en detalle, si los electrones fueran bosones en lugar de fermiones, entonces al contacto entre dos objetos, los objetos se unirán de manera explosiva e inmediata y el resultado final sería un objeto de una densidad mucho mayor que los dos. Objetos originales (y ya densos). Los objetos macroscópicos colapsarían rápidamente a densidades de estrellas de neutrones, y estas densidades solo se mantendrían debido a la fuerza de exclusión de Pauli entre los neutrones y los protones de los núcleos. Vea la respuesta de Frank Heile a ¿Es el principio de exclusión de Pauli o las fuerzas electrostáticas que explican por qué no caigo por el suelo? Para todos los detalles.

Answer 7

La fricción es difícil de explicar desde los primeros principios sin tener en cuenta el principio de exclusión de Pauli. Mientras que las fuerzas electrostáticas pueden mantener las cosas juntas, el principio de exclusión, no una fuerza, es lo que mantiene las cosas separadas. La fuerza de fricción emerge de las deformaciones microscópicas en las superficies de contacto que absorben y liberan la energía contenida en las moléculas que participan en el contacto.

Página en http://www.fz-juelich.de

Una buena manera de definir una fuerza es el intento de un sistema de deshacerse de la energía (específicamente:
, que es elegante hablar por “cosas ruedan cuesta abajo”). Si los átomos están demasiado juntos, algunos electrones se encuentran en estados de alta energía, y si los átomos están un poco más alejados, esos electrones estarán en estados de energía más bajos. Entonces, hay una fuerza que empuja a los átomos alejándolos entre sí, una vez que se acercan mucho.

http://www.askamathematician.com …

” La fuente de las últimas fuerzas de” volumen excluido “es enteramente mecánica cuántica: es el hecho de que los electrones son fermiones, por lo tanto (este es el principio de exclusión de Pauli) no puede ocupar el mismo volumen sin estar en diferentes estados de energía. Si intentas empujar los electrones orbitales de dos átomos en el mismo volumen de espacio, la mayoría de los electrones deberán ser promovidos a estados de energía mucho más altos. El requisito de una gran cantidad de energía para acercar los átomos es lo que interpretamos como una fuerza. Podría llamarlo una fuerza de “exclusión”, porque proviene del principio de exclusión …

Answer 8

Yo también estaba hace mucho desconcertado por esto también. Es una gran pregunta.

1) Antes de responder directamente, le ofrezco como forma de enmarcar el tema un argumento de necesidad . Los científicos actualmente creemos que las fuerzas en el universo solo están compuestas por gravitación, fuerzas nucleares débiles y fuertes, y fuerzas electromagnéticas, consulte https://en.m.wikipedia.org/wiki/… .
Los nucleares son, bueno, nucleares, no operan mensurablemente a macroescala. La gravedad no puede ser culpable porque las superficies resbaladizas y las superficies rugosas perciben la gravedad por igual, pero se comportan de manera diferente. Eso deja electromagnético o implica que todos los científicos están aburridos y no pudieron comprender que su lista de fuerzas no puede explicar cuál es la fuerza cotidiana más común, principalmente la fricción. En otras palabras, si alguna fuerza explica la fricción, ¡debe ser electromagnética! Otro indicio de que la fuerza de EM está en juego aquí es el hecho de que puedes generar electricidad estática al frotar cosas.

2) Segundo, y más probatorio es que los electrones generan, en reposo, campos eléctricos, y las fuerzas electromagnéticas surgen cuando los electrones se aceleran. Entonces, cuando mueves un objeto inicialmente en reposo, los electrones experimentan una fuerza. Cuando están estacionarios también experimentan fuerza de otros electrones. Cualquier materia que entre en contacto con la materia tiene electrones que experimentan fuerza. Es precisamente esta fuerza la que causa la fricción. La fuerza eléctrica es mucho mayor que la gravedad, por cierto, la atracción de masa entre los electrones y los átomos a los que están unidos por la gravedad es insignificante. Incluso el calor hace que los electrones se aceleren y en el proceso emiten partículas de luz. Estos fotones son absorbidos por otros electrones que luego aceleran, por lo que el calor también se trata de las fuerzas EM.

3) finalmente, como otros escritores que respondieron a esta pregunta señalan que el principio de exclusión, que no permite que dos electrones ocupen el mismo nivel cuántico, juega un papel importante aquí. ¡Dejaré a otros debatir si la exclusividad es una fuerza o una restricción de las fuerzas!

Answer 9

A nivel molecular: debido a las fuerzas de Coulomb cuando las superficies se deslizan unas sobre otras. También asociaría esto con la fricción rodante.

Cuando los objetos se deslizan o ruedan, las moléculas de ambos objetos se atraen entre sí y, por lo tanto, los objetos que se deslizan o ruedan se desaceleran.

Con la fricción en los fluidos esto es diferente. Allí puede argumentar que necesita mover el fluido (los fluidos en física incluyen gases) antes de seguir avanzando. Debido a que esto requiere esfuerzo (trabajo), parte de la energía se utiliza para mover el fluido.

Así que al chocar con el fluido, también te desaceleras.

Answer 10

Si quieres la definición de fricción del diccionario, aquí está:

fricción
ˈFrikSH (ə) n /
sustantivo
la resistencia que encuentra una superficie u objeto cuando se mueve sobre otra.
La acción de una superficie u objeto frotando contra otra.

Conflicto o animosidad causado por un choque de voluntades, temperamentos u opiniones.

En física, la fricción es una fuerza que resiste el movimiento de dos objetos que están en contacto entre sí. Es causada por muchas cosas, pero básicamente es causada por la rugosidad de las superficies que se tocan. Convierte la energía cinética de los objetos que se tocan entre sí en otras formas de energía, como el calor y el sonido, o simplemente evita que los objetos se deslicen entre sí.

Answer 11

Las causas de la fuerza resistiva de fricción son la adhesión molecular, la rugosidad de la superficie y el efecto de arado. La adherencia es la fuerza molecular que resulta cuando dos materiales se ponen en contacto directo entre sí.

Answer 12

Cuando dos superficies entran en contacto se tocan; En un nivel microscópico, simplemente hablando, los átomos de ambas superficies entran en contacto. Esto causa una fuerza de atracción entre las dos superficies. y mientras intentamos mover una superficie sobre otra, necesitamos superar esta fuerza que llamamos fricción.
Además de esto, toda superficie es áspera cuando comprobamos a nivel microscópico. Esta es otra razón que da lugar a la fricción. Mira la figura que espero que la consigas.

Answer 13

Las sustancias tienen una afinidad entre sí. Más comúnmente la gravedad, las cosas con masa se atraen entre sí en proporción a su distancia. Otra atracción es eléctrica, que también es inversamente propicia a la distancia. Estas interacciones inhiben la capacidad de los objetos de moverse continuamente mientras se interactúa con ellos. También existe tal cosa como una rugosidad de microescala que mide que una superficie podría inhibir directamente la capacidad del objeto para moverse a lo largo de ella.

La fricción está en todas partes, sin ella, su automóvil no se movería y no podríamos caminar como lo hacemos nosotros. ¿Alguna vez has intentado caminar o conducir sobre hielo? Menos fricción no ayuda al movimiento.

Answer 14

De acuerdo, tengo la respuesta.
Tenemos que bajar a un nivel microscópico.
Las superficies en contacto tienen átomos que se tocan entre sí. Ahora puede ver, puede parecer que ambas superficies son lisas y simplemente se tocan entre sí, pero no es así porque la capa atómica externa de la superficie no es lisa sino inmensamente irregular.
Esta irregularidad microscópica hace que las superficies de contacto perceptibles se adhieran entre sí, al igual que un accesorio Welcrow, ¡pero solo a nivel atómico!
Ahora, cuando intenta mover las superficies, tiene lugar la repulsión electromagnética interatómica, que causa calor, lo que se conoce como fricción.

Answer 15

Para saber, ¿qué causa la fricción? , Primero debes saber que es la fricción. Así que ahora, surge la pregunta ¿Qué es la fricción? La fricción es la fuerza aplicada en la dirección opuesta a la dirección del movimiento relativo. Cuando la superficie de un objeto interactúa con otro objeto, la fuerza que está causando entre ellos causa fricción. Además, la fricción puede ser causada por http://surface.as cuando aumenta el coeficiente de fricción. En segundo lugar, debido a la fuerza normal (tenga en cuenta que el punto N no es mg siempre como mucha gente piensa)

Otro, el ángulo entre la dirección del movimiento y el objeto, como la relación sugiere Fuerza (fricción) = ceff * fuerza normal.

Cualquier consulta por favor pregunte.

Gracias.

Answer 16

Para ello hay que fijarse en el nivel microscópico. Incluso la superficie más lisa que se puede haber visto, tiene una topografía muy desigual en una escala atómica. Por lo tanto, cuando dos superficies entran en contacto, sus superficies irregulares tienden a impedir el movimiento general del objeto.

La fricción, en general, funciona en la dirección opuesta a la dirección del movimiento relativo .

Answer 17

La fricción es un fenómeno clave en la física aplicada, cuyo origen se ha estudiado durante siglos. Hasta ahora, se ha entendido que la resistencia mecánica al desgaste y la lubricación con fluidos afectan la fricción, pero se desconoce el origen fundamental de la fricción por deslizamiento. La fricción tiene un efecto sustancial en muchos fenómenos cotidianos, como el consumo de energía.

El estudio de la fricción se conoce como tribología . Según una teoría reciente (publicada en 2012), la cantidad de fricción depende de la energía de la superficie de los materiales en cuestión. Esta nueva teoría es la primera en permitir el cálculo cuantitativo del coeficiente de fricción de los materiales.

La fricción se origina en los contactos a nanoescala, como resultado de la formación de nuevas superficies. La teoría explica la generación de fuerza de fricción y calentamiento por fricción en contacto seco. Se puede aplicar para calcular el coeficiente de fricción de varias combinaciones de materiales.

El modelo también permite la manipulación de la fricción mediante la selección de ciertos materiales de superficie o materiales utilizados en las capas de lubricación, sobre la base de la energía de superficie entre ellos.

La fricción es la fuerza resistiva que actúa entre los cuerpos que tiende a oponerse y amortiguar el movimiento. La fricción generalmente se distingue como la fricción estática (la fuerza de fricción opuesta al poner un cuerpo en reposo en movimiento) y la fricción cinética (la fuerza de fricción que tiende a ralentizar un cuerpo en movimiento). En general, la fricción estática es mayor que la fricción cinética.

La fuerza debida a la fricción cinética es generalmente proporcional a la fuerza aplicada, por lo que un “coeficiente de ficción cinética” se define como la relación entre la fuerza de fricción y la fuerza normal en el cuerpo.

El investigador fue el Dr. Lasse Makkonen, científico principal del Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia. La teoría de Makkonen sobre la fricción deslizante se publicó en la revista AIP Avances del Instituto Americano de Física. La investigación fue financiada por la Academia de Finlandia y la Fundación Jenny y Antti Wihuri. Nueva explicación científica para la fricción.

Por ejemplo, cuando quiere mover un objeto, si la fuerza aplicada sobre un objeto es igual a la fuerza de fricción, o cuando la fuerza de fricción equilibra la fuerza aplicada, se conoce como fricción estática . El objeto todavía está en reposo. No pasa nada.

Luego, cuando la fuerza aplicada aumenta, la fricción también aumenta y alcanza un punto donde el objeto comienza a moverse; Esto se conoce como la fricción limitante.

Una vez que el objeto comienza a deslizarse o moverse, la fuerza de fricción disminuye. Por lo tanto, la fuerza requerida para mantener el cuerpo en movimiento constante es menor que la fricción limitante, la fuerza que se requería para comenzar a moverse. Esta fuerza de fricción presente cuando el objeto en cuestión se encuentra en un estado de movimiento estable se conoce como fricción cinética o fricción dinámica.

Answer 18

La fricción es una fuerza que se opone al movimiento de un objeto contra otro. Se origina a partir de las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas de intercambio entre los átomos y las moléculas.
Todo es rudo a una escala suficientemente pequeña. Cuando estas partes ásperas chocan unas contra otras, algo debe moverse fuera del camino, ya que cada fuerza resulta en movimiento.

Answer 19

Cada átomo / molécula en un cuerpo tiene una ubicación definida y una dirección relativa con sus vecinos. Sus campos externos (distorsión) están completamente neutralizados solo en este estado estable. Considere dos cuerpos, con superficies muy lisas, en contacto. Las moléculas / átomos en ambos lados de la superficie de contacto tienden a realinarse entre sí y alcanzar un estado estable de alineación media. [En algunos materiales, esta realineación produce un potencial de contacto]. El enlace formado entre los átomos / moléculas a través de la superficie de contacto depende de la presión de contacto. El movimiento relativo entre los cuerpos solo puede tener lugar al romper este vínculo. La oposición que se siente durante el movimiento relativo de los cuerpos se llama fricción. Para más detalles, consulte: el capítulo 17 de ‘MATERIA (Reexaminado)’.

Answer 20

Existen principalmente dos vistas que tratan sobre por qué la fricción surge entre dos superficies. No he entrado en tecnicismos profundos aquí, pero este es el concepto básico.

1. Por más lisa que parezca una superficie, es probable que tenga pequeñas irregularidades y protuberancias a nivel microscópico . Estas irregularidades y protuberancias tienden a interconectarse con las protuberancias e irregularidades de la superficie sobre ella y actúan como una fuerza opuesta . Es esto lo que llamamos fricción.
2. Todos los objetos están hechos de átomos. Los átomos tienden a atraer entre sí. Esta atracción da lugar a la inercia del descanso y para cambiar su condición, tenemos que aplicar una fuerza externa. La idea es que es esta atracción la que se manifiesta como fricción.