física

FUERZAS DE CONTACTO                                     

Las fuerzas de superficie, o de contacto, son esenciales para el análisis de los sistemas mecánicos, estas se dividen en dos componentes: las fuerzas normales y de fricción.

La figura anterior ilustra las fuerzas que actúan en el sistema pie y suelo . La fuerza normal N⃗ N→ que actúa sobre el pie, es la componente ortogonal de la fuerza de reacción que el pie ejerce en el suelo, N⃗ =−F⃗ ⊥sp,sN→=−F→p,s⊥s. Ahora la fuerza de fricción F⃗ atF→at es la componente paralela a la superficie de la fuerza de reacción que el pie hace en el suelo, F⃗ at=−F⃗ ∥sp,sF→at=−F→p,s∥s .

Fuerzas normales

Una componente de fuerza que aparece en el contacto entre dos superficies es la llamada normal, que es siempre perpendicular, u ortogonal, a la superficie de contacto. Esta fuerza puede ser entendida de mediante la ley de acción y reacción, ya que cuando un objeto empuja la superficie de otro, este también será empujado con una fuerza de la misma intensidad en la misma dirección pero en sentido opuesto.

Características de las fuerzas normales

Dirección

Siempre ortogonal o normal a la superficie en el que el sistema de interés está en contacto.

Módulo

El valor algebraico de la fuerza normal se puede encontrar utilizando la segunda ley de Newton. En el caso de un sistema de masa m$m$ que se mueva con aceleración a⊥s$a⊥s perpendicular a la superficie de contacto ss, la ecuación para la fuerza normal es:$

${}^{}$

N+∑niF⊥si=ma⊥s.$$N+∑inFi⊥s=ma⊥s. donde F⊥si${}_{}^{}$Fi⊥s son los n$n$ valores algebraicos de las componentes perpendiculares a la superficie e$s$ de las otras fuerzas, que operan sobre el sistema. Importante: en esta ecuación es necesario considerar el módulo de componente con el signo algebraico indicando su dirección y sentido, es decir, el valor algebraico. La superíndice (⊥s)