¿Qué es Fuerza de contacto: componentes normal y tangencial? — Física

Definición 1.14 Física universitaria — segundo año · Capítulo 1 — Mecánica del sólido rígido

La fuerza que un soporte ejerce sobre un sólido en un punto de contacto $I$ se descompone en una reacción normal $\vect N$ , perpendicular al plano tangente común y dirigida hacia el sólido ( $N \ge 0$ : un soporte solo puede empujar), y una componente tangencial $\vect T$ en el plano tangente, la fuerza de rozamiento.

A la izquierda, las fuerzas sobre un sólido que rueda por un plano inclinado: el peso en G, la reacción normal y el rozamiento en el punto de contacto. A la derecha, la aceleración de un disco (k = 1/2) en función de la pendiente para f = 0.5: rueda sin deslizar mientras 3f y después desliza, con una aceleración que sigue g( - f ), siempre por debajo del valor sin rozamiento g. — A la izquierda, las fuerzas sobre un sólido que rueda por un plano inclinado: el peso en $G$ , la reacción normal y el rozamiento en el punto de contacto. A la derecha, la aceleración de un disco ( $k = \tfrac12$ ) en función de la pendiente para $f = 0.5$ : rueda sin deslizar mientras $\tan\alpha \le 3f$ y después desliza, con una aceleración que sigue $g(\sin\alpha - f\cos\alpha)$ , siempre por debajo del valor sin rozamiento $g\sin\alpha$ .

Ejemplos

Ejemplo 1.19 (Por qué un coche necesita rozamiento para acelerar)

Un coche de tracción delantera: el motor aplica un par a las ruedas delanteras; la única fuerza exterior horizontal sobre el coche es el rozamiento de la carretera sobre los neumáticos, y es esa fuerza la que lo acelera. Con todo el peso sobre las ruedas motrices, la aceleración máxima es $fg \approx 8\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ sobre asfalto seco — y la mitad si solo la mitad del peso descansa sobre el eje motriz; sobre hielo, $1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ . El trabajo del motor no lo realiza la carretera (cuyo punto de contacto está en reposo): es trabajo interior, que la transmisión convierte en energía cinética — igual que son las fuerzas interiores de los músculos de quien camina, y no el suelo, las que le suministran energía.

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