III.6.1. Forța de frecare cinetică.

Forța de frecare (F_f) este forța care apare la suprafața de contact dintre două corpuri.

Clasificarea forțelor de frecare:

I. După mișcarea sau repausul celor două corpuri avem:

• Frecare cinetică, când un corp se mișcă față de celălalt sau amândouă corpurile se mișcă unul față de altul.
• Frecare statică, când cele două corpuri sunt în repaus unul față de celălalt.

II. După tipul mișcării unui corp față de celălalt avem:

• Frecare de alunecare
• Frecare de rostogolire.

În cele ce urmează vom studia frecarea cinetică.

Forța de frecare (F_f) este forța care apare la suprafața de contact dintre două corpuri ce alunecă unul peste celălalt și se opune mișcării unui corp față de celălalt.

🔦 Observații

• Forța de frecare apare din cauza asperităților suprafețelor aflate în contact. Ea depinde de natura suprafețelor aflate în contact și este cu atât mai mare cu cât apăsarea exercitată de corp pe suprafață este mai mare.

• Are direcția suprafeței de contact dintre cele două corpuri și sensul opus mișcării (vitezei) corpului.

• Când un corp se deplasează pe o suprafață cu viteză constantă (mișcare rectilinie uniformă), forța de tracțiune F (care deplasează corpul) este egală, dar de sens opus cu forța de frecare F_f.

Ecuația vectorială:

Importanța forței de frecare:

• Mersul, pornirea și oprirea corpurilor pe diferite suprafețe
• Scrisul
• Ținerea obiectelor în mână
• Legarea șireturilor și realizarea nodurilor
• Întorsul paginilor unei cărţi
• Aprinderea chibritului
• Cusutul
• Ajută parașutistul să aterizeze ușor datorită forței de frecare cu aerul atmosferic ( forța de rezistență a aerului)
• Frecarea dintre plăcuţele de frână şi roată face ca roata să nu se mai învârtă
• Şoselele şi cauciucurile automobilelor au suprafeţe rugoase pentru ca maşinile să nu derapeze. Când pe şosea este gheaţă sau polei, roţile trebuie prevăzute cu lanţuri pentru a creşte cât mai mult frecarea dintre roţi şi şosea
• Fixarea şuruburilor în piuliţe, a cuielor în lemn sau perete etc.

Forța de frecare se exercită în planul tangent al suprafeței celor două corpuri care vin în contact.

La contactul celor două corpuri apar forțe pereche, acțiunea-reacțiunea, F₁ și F₂, egale în modul și de sens opus.

Aceste forțe se descompun în două componente:

• forțe de deformare normale (perpendiculare) pe suprafața de contact ( |N₁ | = | N₂ |) și
• forțele de frecare tangențiale (paralele) cu suprafața de contact (| F_f1 | = | F_f2 |).

👀 Experiment

Dacă așezăm o foaie de hârtie sub talpa piciorului nostru, în momentul pornirii, foaie de hârtie se deplasează în sens opus mișcării noastre, deoarece ea este pusă în mișcare de forța de frecare dintre talpa noastră și suprafața pe care ne deplasăm.