Andar y patinar: el rozamiento

¿Sabías que…?

Cuanto más lisa es una superficie más difícil es caminar sobre ella sin resbalarse. Nuestras pisadas son más seguras en un suelo de cemento rugoso que sobre uno de mármol bien pulido. Ello es debido a la fuerza de rozamiento, o fuerza de fricción, que existe entre dos superficies que están en contacto, como por ejemplo las suelas de nuestros zapatos y el suelo. Si hay poco rozamiento es más fácil mover una superficie por encima de otra. Por eso los patinadores sobre hielo deslizan con facilidad. Gracias también a la fuerza de rozamiento las ruedas de los coches pueden rodar sobre el asfalto; pero patinan en la nieve si no se ponen cadenas en los neumáticos.

LA FUERZA DE ROZAMIENTO

Las superficies de los cuerpos nunca son perfectamente lisas, aunque lo parezcan. Si las miramos al microscopio veremos que están llenas de pequeñas rugosidades, poros, prominencias, irregularidades… Al apoyar una superficie sobre otra, estas rugosidades se intercalan unas con otras. Entonces, si desplazamos las dos superficies en contacto, las rugosidades chocan entre ellas y aparece una fuerza en contra que dificulta el movimiento, llamada “fuerza de rozamiento”.

La fuerza de rozamiento tiene estas características:

1) Siempre es paralela a la dirección del desplazamiento y se opone al movimiento. Por eso podemos caminar, porque al pisar el suelo empujamos hacia atrás el suelo y la fuerza de rozamiento nos empuja hacia delante. Sin embargo, sobre el hielo casi no hay rozamiento y nuestros pies resbalan al realizar el empuje hacia atrás.

2) Es tanto mayor cuando más apretadas están las superficies entre sí. Si un cuerpo descansa encima de otro (por ejemplo, un mueble en el suelo), es el peso del cuerpo que está encima el que aprieta una superficie contra otra. Cuanto más pese el cuerpo, más rozamiento habrá. Por eso cuesta más arrastrar un mueble pesado que uno liviano. También podemos apretar dos superficies verticales con una fuerza externa y, en este caso, la fuerza de rozamiento es vertical. Así, si empujamos un libro contra la pared la fuerza de rozamiento hacia arriba puede impedir que el libro se caiga.

3) Depende de los materiales en contacto y de lo lisas que sean las superficies. Por ejemplo, el rozamiento al caminar es mayor en el cemento rugoso que en el cemento bien pulido. El rozamiento es pequeñísimo entre el hielo y el acero de un trineo, de unos esquíes o de unos patines. Sin embargo, el rozamiento entre caucho y el asfalto es bastante grande, y el agarre es aún mayor si los neumáticos conservan bien el dibujo (las hendiduras).

EXPERIENCIAS CON EL ROZAMIENTO

Materiales

Folios de papel. Tela. Caja de zapatos. Regla, bolígrafos.

Un papel pegado a la pared

Recorta un trozo de papel, más o menos del tamaño de la palma de tu mano. Colócalo junto a la pared y suéltalo: lógicamente, se caerá. Vuelve a ponerlo y sopla sobre él para empujarlo contra la pared. Sitúate a un palmo de distancia e intenta mantener un soplido estable. Aunque sueltes el papel se quedará pegado a la pared sin caerse, como si llevara pegamento.

La escalera que se resbala

Una escalera apoyada con demasiada inclinación en una pared podría resbalarse; es mejor apoyarla lo más verticalmente posible. Pon una caja de cartón de canto sobre una mesa, para que haga de pared. Coloca en la mesa, junto a la caja, un folio de papel y una tela (por ejemplo, una camiseta bien estirada). Apoya una regla o un bolígrafo sobre la caja de cartón, como si fuera una escalera, con una cierta inclinación. Ve inclinando la “escalera” hasta el máximo ángulo posible justo antes de que empiece a deslizar y se caiga. Haz lo mismo con el papel y con la tela. En la fotografía se ha hecho con dos bolígrafos a la vez para ver la diferencia. El rozamiento con la tela es mayor que con el papel, por eso podemos inclinar más el bolígrafo sobre un suelo de tela sin que resbale.

SABER MÁS

Las sustancias lubricantes rellenan las irregularidades de las superficies y las vuelven más lisas, de esa manera disminuye el rozamiento. Eso es lo que buscamos al lubricar las piezas de las máquinas. Pero otras veces necesitamos que exista el rozamiento: a nadie le gustaría resbalarse al pisar una mancha de aceite.