¿Por qué un bloque no gira debido a la fricción?

Primero considere el impulso inicial. Si la fricción es lo suficientemente alta y el empuje es lo suficientemente alto en el bloque, rodará en lugar de deslizarse. En general, la fricción estática es mayor que la fricción dinámica, por lo que si comienza a deslizarse, continuará.

Si la fricción aumenta lo suficiente, el bloque puede rodar. Digamos que tienes una caja deslizándose sobre hielo que llega al borde del hielo y comienza a deslizarse sobre tierra. La fricción aumentará considerablemente. Compara el par que la fricción aplica a la caja con el par necesario para levantar el borde trasero contra la gravedad. Si es mayor, la caja empezará a rodar.

La siguiente imagen muestra un diagrama aproximado de las fuerzas sobre una caja justo cuando comenzaría a girar.

En este caso, podemos considerar que la fuerza normal a la superficie está enfocada en la esquina delantera alrededor de la cual giraría la caja.

Esto da como resultado 2 torques en la caja. El primero por la fricción que hace que la caja gire.

$$\frac{L}{2}Fr$$

y el segundo debido a la fuerza normal que está en la dirección opuesta.

$$\frac{H}{2}mg$$ .

Si el primero es más grande, al menos la caja comenzará a girar. Tenga en cuenta que es posible que en realidad no se voltee, ya que la proporción puede cambiar a medida que la caja se desacelera y comienza a girar. Esto será cierto si

$$LFr > Hmg$$ usando la ley de fricción estándar obtenemos $$L\mu mg > Hmg$$ $$H > L\mu$$

La fuerza normal de la superficie sobre el bloque proporciona un par de contrapeso. Con respecto a estos pares, el sistema es estático, es decir, el bloque no gira. La fuerza normal puede proporcionar el par de torsión necesario para evitar la rotación... hasta cierto punto. En algunos casos, si coloca un bloque sobre una tabla y empuja el bloque, se deslizará, pero si el coeficiente de fricción estática es lo suficientemente alto, en su lugar, se caerá. (Imagínese que está empujando con su dedo hacia el centro de masa del bloque para que su dedo no proporcione torsión alrededor de ese punto).

Si ayuda, recuerde que la fuerza normal puede proporcionar cualquier magnitud de fuerza necesaria para evitar que el bloque acelere hacia abajo (a través de la mesa, por así decirlo).