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MONOGRAFIAS TÉCNICAS
FUERZAS DE CONTATO

SOLIDO APOLLADO SOBRE OTRO, SIN ROZAMIENTO

 
SOLIDO APOYADO SOBRE OTRO EN UN PUNTO, SIN ROZAMIENTO

Consideremos el sólido S1 apoyado en el S2 en un punto O, suponiendo que existe rozamiento. Toda fuerza F, pasando por 0, que actúa sobre S1, podrá ser equilibrada por la reacción R de S2, siempre que forma un ángulo \(\alpha \) con la normal al plano tangente en 0 a ambos sólidos, inferior al ángulo \(\varphi \) de frotamiento. Se llama cono de frotamiento el de revolución C de semiabertura \(\varphi \), de vértice 0 y de eje normal al plano tangente a los dos sólidos S1 y S2

sólido apollado en otro

De lo expuesto anteriormente se desprende que para que el sólido S1 este en equilibrio es preciso que las fuerzas que le solicitan equivalgan a una F pasando por 0 y que este en el interior o sobre el cono de rozamiento.

RESISTENCIA AL PIVOTAMIENTO

Si un cuerpo apoya sobre otro en un punto, y gira alrededor de un eje normal al plano tangente a ambos en el, punto de contacto, se dice que pivota sobre el cuerpo fijo. Como en realidad el contacto nunca es un punto geométrico sino una superficie mas o menos grande, según la deformavilidad de los cuerpos en contacto, las acciones de frotamiento entre los dos cuerpos tienen un momento respecto al eje de giro, que se opone al movimiento, y que es de la forma:

    \(M_p = \varepsilon·N \)


Siendo N la acción normal de un cuerpo sobre el, otro y \(\varepsilon\) un coeficiente que tiene las dimensiones de una longitud, que depende del coeficiente de rozamiento entre los dos cuerpos, de los coeficientes de elasticidad de los materiales de estos y de los radios de curvatura de las superficies en contacto.

RESISTENCIA A LA RODADURA

Sea un cilindro sobre un plano horizontal, al cual le aplicamos la fuerza F pasando por su centro de gravedad, G, (fig 1).

cilindro sobre plano horizontal

La experiencia demuestra que el cilindro permanece en equilibrio, siempre que F no supere un cierto límite.

La explicación de tal hecho es la siguiente: Debido a la deformabilidad del terreno o la vía de rodadura, las cosas pasan como se indica en la figura 2.

es decir, la reacción vertical N del terreno esta desplazada una longitud \(\partial\), llamada coeficiente de resistencia a la rodadura, en virtud de la cual en la posición de equilibrio estricto, la fuerza F y la reacción R debida al rozamiento deberán formar un par que equilibre al determinado por P y N según la figura 1; por lo que se tiene:

    \(\displaystyle F·r - P·\partial = 0 \Rightarrow F = \frac{P·\partial}{r} \)

El valor de F dado por la ecuación anterior es el límite máximo para que haya equilibrio. Este también existirá si F es inferior al valor dado por la ecuación.

Monografía en 3 capítulos. Este es el último capítulo de la monografía: Fuerzas de contacto.
 
 



tema escrito por: José Antonio Hervás