Decidir si la fricción estática o cinética está actuando sobre un sistema

En esta pregunta reciente que analiza por qué es la fricción estática la que actúa sobre un automóvil en movimiento. El usuario Neelim respondió a esta pregunta con una explicación basada en la condición de rotación no acelerada y, por lo tanto, aquí no hay un movimiento relativo real entre la carretera y las ruedas del automóvil.

Esto me lleva a mi variante de la pregunta: supongamos que en lugar de un automóvil, tuviéramos una caja configurada para moverse en la trayectoria circular por la acción de algunas fuerzas. ¿Actuaría la fricción estática todavía en la dirección centrípeta?

En otras palabras, ¿la presencia de movimiento en una dirección tangencial tiene algún control sobre la fricción que actúa en la dirección centrípeta?

Nota:

La razón por la que le dije a la caja es para tener una superficie plana sin rodar.

Respuestas (2)

La fricción estática en la dirección centrípeta se debe al deslizamiento.

Es posible que haya visto las marcas de derrape en las curvas. Este movimiento de deslizamiento se aleja del centro de la pista y, por lo tanto, este movimiento relativo de deslizamiento conduce a la fuerza de fricción estática centrípeta.

Indirectamente podemos decir que la fuerza de fricción estática se debió a la velocidad tangencial ya que este movimiento tangencial provocó el derrape.

Espero que ayude 🙂.

Mhm, entiendo la causa de la fricción estática, que es el movimiento de deslizamiento inminente, pero en este caso de caja que tiene una superficie plana. Notamos que tiene una velocidad relativa con la superficie, pero usted sugiere que debería ser la fricción estática la que actúa... ¿por qué?
@Buraian hay dos tipos de fricción en juego aquí. Uno debido a las velocidades tangenciales directamente y otro indirectamente. El otro todavía está estático ya que la caja todavía patina y se aleja de la vía.
Interesante y un poco extraño al mismo tiempo :o
@Buraian ¿fue tan útil?
Sí, estaba pensando vagamente en estas líneas, pero una cosa que todavía me molesta es que hay un movimiento relativo entre las superficies, pero aún así es la fricción estática la que actúa.
@Buraian si hace un giro perfecto, entonces no hay movimiento relativo y si ocurre que se apaga por la fricción estática, sin embargo, después de exceder una cierta velocidad, de modo que hay un movimiento relativo más grande, entonces la fricción cinética juega el papel.

Su pregunta es demasiado amplia, por lo que intentaré dividirla en partes más simples para analizar.

En un automóvil en movimiento, la única fuerza que realiza trabajo es la fricción (tanto al acelerar como al girar). Usted "empuja" el piso y lo empuja hacia atrás en la dirección que desea ir (imagínese caminar sobre un trozo de hielo, en este caso la locomoción es difícil porque hay poca fricción). Entonces, siempre es la fricción lo que hace que un automóvil se mueva.

En el caso de la caja, depende de la fuente de locomoción. Si la caja se impulsa con ruedas, es un automóvil. Si usa un ventilador, o alguien lo está empujando, entonces estas serían las fuentes de la fuerza que hace que gire alrededor de la curva.

En el caso de un automóvil, la razón por la cual la fricción estática es la fuerza responsable es porque el parche de la rueda en contacto con el piso tiene velocidad cero (en relación con el piso). En el caso de una caja, esto sería imposible (a menos que tenga ruedas y sea un automóvil).

Ver editar, estaba tratando de capturar la idea de que la superficie es plana con la caja
Si es plano y no gira, entonces: "Si usa un ventilador, o alguien lo está empujando, entonces estas serían las fuentes de la fuerza que lo hace girar en la curva".