Calculadora de fuerza de fricción
Calcula la fuerza de fricción con F = μ × N. Elige dos superficies (o introduce tus propios coeficientes), indica la fuerza normal o la masa y el ángulo de la pendiente, y ve la fricción estática máxima, la fricción de deslizamiento (cinética) y si el objeto se mueve.
Última actualización:
0° = suelo horizontal
Empuje o tracción paralelos a la superficie, en suelo horizontal. Déjalo vacío para omitirlo.
Cómo usar Calculadora de fuerza de fricción
- Selecciona las superficies en contacto, o elige Personalizado y escribe μs y μk.
- Elige cómo obtener la fuerza normal: a partir de la masa (y el ángulo de la pendiente) o escribiéndola directamente.
- Si quieres, introduce una fuerza aplicada sobre suelo horizontal para ver si el objeto se mueve.
- Lee las fuerzas de fricción, la comprobación de deslizamiento y el desarrollo.
- Compara otros materiales en la tabla y el gráfico.
Fórmulas de fricción
| Magnitud | Fórmula | Ejemplo (20 kg, madera sobre madera) |
|---|---|---|
| Fuerza normal (horizontal) | N = m g | 20 × 9.807 = 196.1 N |
| Fuerza normal (plano inclinado) | N = m g cos θ | a 20°: 184.3 N |
| Fricción estática máxima | fs,max = μs N | 0.5 × 196.1 = 98.1 N |
| Fricción cinética | fk = μk N | 0.3 × 196.1 = 58.8 N |
| Ángulo de reposo | θ = arctan μs | arctan 0.5 = 26.6° |
| Desaceleración al deslizar (horizontal) | a = μk g | 0.3 × 9.807 = 2.94 m/s² |
Coeficientes de fricción típicos
| Superficies | Estático μs | Cinético μk |
|---|---|---|
| Caucho sobre hormigón seco | 1.0 | 0.8 |
| Vidrio sobre vidrio | 0.94 | 0.4 |
| Acero sobre acero (seco) | 0.74 | 0.57 |
| Aluminio sobre acero | 0.61 | 0.47 |
| Cobre sobre acero | 0.53 | 0.36 |
| Madera sobre madera | 0.25–0.5 | 0.2–0.3 |
| Metal sobre metal lubricado | 0.15 | 0.06 |
| Madera encerada sobre nieve húmeda | 0.14 | 0.1 |
| Hielo sobre hielo | 0.1 | 0.03 |
| PTFE (teflón) sobre PTFE | 0.04 | 0.04 |
Los valores son cifras típicas para superficies secas tomadas de referencias de física e ingeniería; las superficies reales pueden diferir bastante.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la fuerza de fricción?
F = μ × N, donde μ es el coeficiente de fricción y N es la fuerza normal que presiona las superficies entre sí. La fricción estática puede tomar cualquier valor hasta μs × N; una vez que desliza, la fricción cinética es μk × N.
¿Qué diferencia hay entre la fricción estática y la cinética?
La fricción estática actúa sobre objetos en reposo y se ajusta a la fuerza aplicada hasta su máximo μs N. La fricción cinética actúa durante el deslizamiento y es aproximadamente constante, μk N. Como μk suele ser menor, cuesta más fuerza poner un objeto en movimiento que mantenerlo en movimiento.
¿Cómo se calcula la fuerza normal en un plano inclinado?
N = m × g × cos θ, donde θ es el ángulo de la pendiente. En suelo horizontal cos 0° = 1, así que N es igual al peso m × g. En una pendiente de 30°, un bloque de 10 kg tiene N ≈ 84.9 N.
¿Cuándo se desliza un objeto por una pendiente?
Cuando la componente de la gravedad a lo largo de la pendiente (m g sin θ) supera la fricción estática máxima (μs m g cos θ), lo que se simplifica a tan θ > μs. El ángulo más pronunciado que se mantiene es el ángulo de reposo, arctan μs.
¿Depende la fricción del área de contacto?
En la fricción de deslizamiento en seco, aproximadamente no: las leyes clásicas (Amontons–Coulomb) dicen que la fricción depende de la fuerza normal y de los materiales, no del área de contacto aparente. Los neumáticos, los materiales blandos y los adhesivos son excepciones.
¿Qué precisión tienen los valores de los coeficientes?
Son valores típicos de libros de texto. Los coeficientes reales varían con el acabado de la superficie, la limpieza, la humedad, la temperatura y la velocidad, así que mídelos en trabajos de diseño críticos.
¿Se prueban todas las herramientas de FreeToolCabin para comprobar su calidad y precisión?
Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.