Calculadora de la fuerza de fricción estática

La fuerza de fricción estática es la fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto.

Esta fuerza es el resultado de las imperfecciones de los materiales a nivel microscópico. En una situación ideal, la fuerza de fricción entres dos superficies sin ningún tipo de rugosidad sería inexistente. En la realidad existen pequeñas imperfecciones que inducen una oposición al movimiento relativo entre las dos superficies.

Es importante conocer la distinción entre la fricción estática y la fricción dinámica. La fricción estática hace referencia a la fricción presente cuando no hay movimiento relativo entre las dos superficies. Cuando ya existe un movimiento entre las dos superficies la fuerza de fricción tiende a ser menor y se conoce como fricción dinámica.

En general, la fuerza de rozamiento o fricción estática se calcula multiplicando la fuerza normal a la superficie por un coeficiente conocido como coeficiente de fricción estática.

Esta relación puede expresarse mediante:

$$F_r = \mu N$$

Puedes realizar este cálculo en la siguiente calculadora a partir de las variables conocidas:

N
N

Tanto la fuerza normal como la fuerza de fricción se miden en newton [N] según el Sistema Internacional de Unidades. En consecuencia, el coeficiente de fricción puede calcularse dividiendo la fuerza de fricción por la fuerza normal y, por lo tanto, no tiene unidades.

El coeficiente de fricción estática depende en última instancia de las propiedades particulares de las superficies del problema. Por este motivo, la mejor forma de conocer su valor de forma precisa es analizar distintos casos aplicando distintos valores de la fuerza normal y midiendo la fuerza de fricción. A partir de estos dos valores se estima a continuación el coeficiente de fricción entre las dos superficies.

Si no existen datos empíricos sobre las superficies pueden utizarse como valores orientativos los coeficientes de fricción indicados en la siguiente tabla:

Tabla de coeficientes de fricción estática

La siguiente tabla muestra valores aproximados de los coeficientes de fricción entre los materiales más usuales:

Superficie 1 Superficie 2 Coeficiente de fricción estática
Aluminio Aluminio 1.05 - 1.35
Aluminio Acero 0.61
Acero Acero 0.74
Caucho Pavimento 1.00
Cobre Acero 0.53
Cobre Cobre 1.00
Cobre Vidrio 0.90
Diamante Diamante 0.10
Grafito Acero 0.10
Grafito Grafito 0.10
Hielo Hielo 0.02 - 0.10
Hielo Madera 0.05 - 0.10
Hierro Hierro 1.00
Latón Acero 0.50
Madera Cuero 0.50
Madera Ladrillo 0.60
Madera Madera 0.25 - 0.50
Madera Metal 0.20 - 0.60
Teflón Teflón 0.04
Teflón Acero 0.04
Vidrio Vidrio 0.90

Fuerza de fricción en función del peso

Si un cuerpo se encuentra sobre una superficie horizontal, la fuerza normal que se aplica sobre la superficie es igual al peso del cuerpo ($P$).

A su vez, el peso es igual a la masa del cuerpo ($m$) multiplicada por la fuerza de la gravedad ($g$). En este caso podemos calcular la fuerza de fricción como:

$$F_r=\mu N=\mu P=\mu mg$$

Puedes calcular la fuerza de fricción a partir de la masa y el coeficiente de rozamiento en la siguiente calculadora:

kg
N