Fuerza de roce

Supongamos un cuerpo en reposo sobre una mesa. En esta situación existen dos fuerzas que actúan sobre el cuerpo: la fuerza peso que "tira" de este hacia abajo y la fuerza que la mesa hace sobre el cuerpo hacia arriba (por contacto entre los dos cuerpos), perpendicular a la superficie de contacto, llamada fuerza normal. Estas fuerzas, una opuesta de la otra, actúan sobre el mismo cuerpo, por lo cual no constituyen un par acción - reacción. Entonces, el cuerpo queda en equilibrio (ninguna fuerza "le gana" a la otra)

Si aplicamos una fuerza horizontal hacia la derecha sobre el cuerpo con la intención de moverlo, si esta no es muy intensa, puede ocurrir que no se mueva. Y si no se mueve, entonces, existe otra fuerza que se opone a la que hacemos sobre el libro: esta es la fuerza de roce o rozamiento.

La fuerza que hace una persona hacia la derecha es equilibrada por la fuerza de roce entre el libro y la mesa hacia la izquierda

 
Si aumentamos la intensidad de la fuerza, y el libro sigue sin moverse, significa que también aumentó la intensidad de la fuerza de roce: 

Seguimos aumentando muy despacio la fuerza hacia la derecha y entonces, en cierto instante, el libro comienza a moverse. Esto significa que ahora la fuerza hacia la derecha supera a la de roce hacia la izquierda, que alcanzó su valor máximo:

La fuerza que hace el operador "le gana" a la fuerza de roce máxima, y por lo tanto, el libro comienza a moverse hacia la derecha

En la animación de abajo puedes visualizar los fenómenos descriptos anteriormente, accionando el deslizador azul con el cual simulas aumentar la fuerza sobre las net: 


A continuación, puedes descargar una simulación para jugar y explorar que te permitirá comprender con mayor claridad las "consecuencias físicas" de las acciones de las fuerzas sobre un cuerpo:

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Fuerzas

La idea de fuerza es intuitiva. Todo el tiempo ejercemos fuerzas sobre los objetos, y simultáneamente, los objetos ejercen fuerzas sobre nosotros. Cuando hablamos de una fuerza es importante distinguir qué o quién produce o ejerce esa fuerza y qué o quién sufre la acción de dicha fuerza, es decir, sobre qué o quién actúa la fuerza. Por ejemplo, cuando el jugador de fútbol patea o cabecea la pelota, el jugador ejerce la fuerza, es quién produce la fuerza, pero ésta actúa sobre la pelota:  

 

En el contacto cabeza-pelota, la cabeza produce la fuerza que actúa sobre la pelota

Ahora bien, por experiencia, sabemos que el pie, o la cabeza, cambian de velocidad en el contacto con la pelota, lo que demuestra que al mismo tiempo que la cabeza hace fuerza sobre la pelota, la pelota también produce una fuerza sobre la cabeza (o el pie) del futbolista: 

 

Esta es la realidad: en el contacto cabeza pelota aparecen simultáneamente dos fuerzas: la fuerza que produce la cabeza y actúa sobre la pelota en rojo y la fuerza que produce la pelota y actúa sobre el futbolista en verde

Estas dos fuerzas, cabeza sobre pelota y pelota sobre cabeza, se llaman par acción - reacción. Tienen igual intensidad y direcciones contrarias, por lo cual reciben el nombre de fuerzas opuestas. Es importante tener en cuenta que no accionan sobre un mismo cuerpo, sino que actúan sobre dos cuerpos distintos, más precisamente, sobre cada uno de los dos cuerpos en contacto.
En consecuencia, en la interacción, contacto o "choque" entre dos cuerpos A y B, aparecen al mismo tiempo dos fuerzas, opuestas entre si: la fuerza que hace A sobre B y la fuerza que hace B sobre A. Este principio se conoce como la Tercera Ley de Newton o Principio de Acción y Reacción.
Otro ejemplo muy claro de este principio se observa al nadar: cualquier nadador empuja el agua hacia atrás, o sea, hace fuerza sobre el agua, y a su vez el agua, hace fuerza sobre el nadador impulsándolo hacia adelante:

Los pies simultáneamente y las manos -una a continuación de la otra-  hacen fuerza sobre el agua desplazándola hacia la izquierda y a la vez, el agua hace fuerza sobre los pies y la mano del nadador impulsándolo hacia la derecha

Otro ejemplo lo tienes en el golpe de tenis: la pelota cambia de dirección por la fuerza que la raqueta hace sobre ella y la raqueta "se frena" por la fuerza que la pelota hace sobre la misma:

Convivimos con las fuerzas y en especial, con una, que "tira" de nosotros durante toda nuestra existencia: la fuerza de gravedad o fuerza peso

En la imagen de abajo, puedes pinchar y arrastrar sobre cualquiera de los puntos A y B para variar las fuerzas componentes F1 y F2 y analizar en consecuencia como cambia la resultante R. Observa como esta última se obtiene con el método del paralelogramo

Variación de la fuerza resultante R al variar las componentes F1 y F2 Pinchando en los puntos A y B puedes variar la intensidad y la dirección de las fuerzas componentes F1 y F2 y observar como varía intensidad y dirección de la fuerza resultante R Este es un Applet de Java creado con GeoGebra desde www.geogebra.org – Java no parece estar instalado Java en el equipo. Se aconseja dirigirse a www.java.com Pablo Miguel Sancerni, 9 Octubre 2013, Creado con GeoGebra