Objetivos de aprendizaje

Al finalizar esta sección, vas a poder:

  • Distinguir entre fricción estática y cinética.
  • Calcular la fuerza de fricción usando el coeficiente correspondiente.
  • Resolver problemas combinados de fuerzas con fricción.

¿Qué es la fricción?

La fricción ($\vec{F}_f$) es una fuerza que se opone al deslizamiento (o al intento de deslizamiento) de una superficie sobre otra.

Características:

  • Es una fuerza de contacto y de reacción.
  • Siempre es paralela a la interfaz entre las superficies.
  • Opuesta al movimiento o al intento de movimiento.

Fricción estática vs. cinética

Tipo Cuándo actúa Fórmula
Estática ($F_{f,s}$) Sin deslizamiento relativo entre las superficies $0\leq F_{f,s}\leq\mu_s F_N$
Cinética ($F_{f,k}$) Con deslizamiento relativo entre las superficies $F_{f,k}\approx\mu_k F_N$

La ecuación de fricción estática es una desigualdad: cuando el objeto está en reposo, la fricción se iguala a la fuerza aplicada (no necesariamente al valor máximo $\mu_s F_N$). Recién cuando la fuerza aplicada supera ese máximo, el objeto comienza a moverse.

Habitualmente $\mu_k<\mu_s$: iniciar el deslizamiento requiere más fuerza que mantenerlo. Bigler dice «casi siempre» en la p. 338; el «siempre» del resumen anterior había eliminado ese matiz. Son relaciones de un modelo aproximado de rozamiento seco, no leyes universales para cualquier contacto.


Coeficiente de fricción

El coeficiente de fricción ($\mu$) es un número adimensional que depende de los materiales en contacto:

$$\mu_k\approx\frac{F_{f,k}}{F_N},\qquad \mu_s=\frac{F_{f,s,\max}}{F_N}$$

En estática, el cociente de la fuerza de fricción actual y la normal no determina necesariamente $\mu_s$: hay que conocer el límite antes de deslizar. Esta aclaración complementa la definición abreviada de Bigler, p. 340.


Gráfico fuerza aplicada vs. fricción

📷 Imagen: gráfico de fuerza aplicada vs. fuerza de fricción mostrando fricción estática y cinética — Bigler pág. 339 (capturar)

Mientras el objeto está en reposo, la fricción es igual a la fuerza aplicada (pendiente 1). Cuando la fuerza supera el máximo estático, el objeto arranca y la fricción cae al valor cinético (constante).


Pasos para resolver problemas con fricción

  1. Calculá el peso: $F_g = mg$
  2. Calculá la normal mediante el balance perpendicular. En horizontal, $F_N=mg$ solo si no hay otras componentes verticales ni aceleración vertical y se mantiene el contacto.
  3. Determiná si las superficies deslizan una respecto de otra: importa ese movimiento relativo, no el reposo respecto del suelo.
  4. En estática, calculá la fuerza necesaria para impedir el deslizamiento y comprobá que no supere $\mu_sF_N$. En cinética, usá el modelo $F_{f,k}\approx\mu_kF_N$. Esta distinción sí aparece en los pasos del original, p. 342.
  5. Determiná la fuerza neta: $F_{neta} = F_{aplicada} + F_f$ (cuidado con los signos)

Ejemplo resuelto (Bigler)

Una persona empuja una caja de 40 kg a velocidad constante. El coeficiente de fricción cinética es $\mu_k = 0{,}35$. ¿Cuánta fuerza aplica?

Como la velocidad es constante, $F_{neta} = 0$, por lo que la fuerza aplicada es exactamente igual a la fricción:

$$F_N = F_g = mg = 40 \times 10 = 400\ \text{N}$$$$F_f = \mu_k F_N = 0{,}35 \times 400 = 140\ \text{N}$$

La persona aplica $140\ \text{N}$.


Para pensar

  1. ¿Por qué los neumáticos de un auto que frena sin bloquearse recorren menos distancia que uno que patinan?
  2. ¿Puede la fricción ser mayor que la fuerza aplicada? ¿Cuándo?
  3. ¿Qué diferencia hay entre la fricción estática actual y su valor máximo? ¿Por qué no se debe aplicar automáticamente $F_{f,s}=\mu_sF_N$?

Adaptado de Jeff Bigler — Physics 1: Mechanics in Plain English, licencia CC BY-NC-SA 4.0. Traducción y adaptación: Prof. Ing. Luciano Lamaita, 2026.