La ‘física detrás de la detención de un automóvil’ en relación con la fricción se centra en dos componentes principales del automóvil y uno del entorno: frenos y neumáticos y la calle (u otra superficie). “… la fuerza de fricción entre dos superficies depende de la fuerza normal (perpendicular) … presionándolas juntas y en la naturaleza de las superficies … las fuerzas de fricción actúan para oponerse al movimiento relativo entre las superficies que están en contacto. Dichas fuerzas actúan paralelas a las superficies ”(Beiser, Arthur 2009).
Cuando se activan los frenos en un automóvil en movimiento, se fuerza una pastilla de freno contra un disco giratorio (o tambor). Las superficies resultantes, una sostenida estática (pastilla de freno) y la otra giratoria (disco de freno) deslizándose una contra otra (fricción cinética), hacen que el sistema disipe energía como calor y hace que el neumático giratorio comience a disminuir su velocidad de rotación en relación con la calle .
El neumático está en contacto con (presumiblemente) la calle o alguna otra superficie (por ejemplo, hielo, etc.). El neumático y la superficie sobre la que está rodando, ambos se deforman ligeramente debido a la fuerza gravitacional (en el caso de un automóvil en la Tierra). Una fuerza resistiva surge cuando la rueda … rueda, en parte porque ésta y la superficie deben deformarse continuamente y en parte porque hay un movimiento relativo entre ellas debido a la deformación ”(Beiser, A. 2009). Esta ‘fricción rodante’, mientras que la fricción menor que la deslizante permite que el automóvil comience a disminuir su movimiento en relación con la calle.
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Si el freno aplicado hace que el neumático se desacelere (o pare la rotación) hasta el punto donde se produce el deslizamiento del neumático contra la superficie de la calle (es decir, la superficie del neumático se mueve más lentamente en relación con la calle), fricción cinética (o deslizamiento) entre el neumático y los resultados de la superficie de la calle.
Cada material tiene una propiedad de superficie de contacto con respecto a otros materiales llamada coeficiente de fricción. “Para un neumático de goma que rueda sobre una carretera de concreto, μr es aproximadamente 0.04, por ejemplo, mientras que [fricción cinética, μk ] es 0.7 para el mismo neumático que se desliza en la carretera” (Beiser, A 2009). El coeficiente de fricción para la pastilla de freno común contra el disco de freno es de aproximadamente 0,45 (Rothbart, Harold).
Arthur Beiser: Schaum’s Outline of Applied Physics, cuarta edición. Friction, Chapter (McGraw-Hill Professional, 2009 1995 1988 1976), AccessEngineering
Harold Rothbart; Thomas H. Brown: Manual de diseño mecánico, medición, análisis y control de sistemas dinámicos. FRENOS DE FRICCIÓN, Capítulo (McGraw-Hill Professional, 2006 1996), AccessEngineering
