¿Puede haber fricción entre dos objetos en caída libre que están en contacto, uno encima del otro?

En un escenario simplista, no habrá fuerza de fricción entre dos objetos que caen libremente . La razón es que la fricción necesita una fuerza normal para actuar entre las superficies de contacto. Los objetos que caen libremente no tendrán ninguna fuerza normal sobre sus superficies de contacto. (Se podría suponer que existe una fuerza normal y dibujar un diagrama de cuerpo libre para ambos cuerpos y aplicar la segunda ley de Newton en ambos objetos. El resultado sería que la fuerza normal será cero). Esto solo se aplica a la caída libre en el vacío.

En realidad, habrá atmósfera, que crea fuerza de arrastre sobre los dos objetos. Si ambos objetos son similares en forma y tamaño, uno podría esperar que el objeto de abajo tenga una mayor resistencia que el objeto de arriba. Esto daría como resultado una fuerza normal entre los dos objetos. En tal escenario, si se produce un movimiento relativo inicial entre los objetos (en una dirección que no sea hacia abajo) o si hay pequeñas fuerzas de perturbación en la dirección lateral, se producirá una fuerza de fricción.

En un caso ideal donde se descuida la resistencia del aire, la fricción no entra en juego. La fricción viene dada por la ecuación [matemáticas] f = \ mu N [/ matemáticas] donde N representa la fuerza Normal sobre el objeto. Debido a que se ignora la resistencia del aire, ambos objetos caen con la misma aceleración (alrededor de 9.8m / [math] s ^ 2) [/ math]. Entonces, si los objetos que estaban en contacto se dejaran caer libremente, entonces estarán “Justo” a punto de separarse o simplemente en contacto. Entonces no habría ninguna fuerza normal.

Sin embargo, cuando se tiene en cuenta la resistencia del aire, habrá algo de fuerza normal. El arrastre viene dado por la ecuación [math] F_d = 1/2 \ rho v ^ 2 C_d A [/ math] donde [math] F_d [/ math] da el arrastre, [math] \ rho [/ math] denota el densidad del fluido, [matemática] C_d [/ matemática] el coeficiente de arrastre, [matemática] A [/ matemática] denota el área de la sección transversal del objeto y [matemática] v [/ matemática] da la velocidad del objeto con respecto al medio (aquí aire). Debido a esto, definitivamente habrá una aceleración relativa entre los objetos y si están en contacto, esto dará lugar a una fuerza de contacto o fuerza normal entre ellos y, por lo tanto, habrá una fricción entre ellos.

En primer lugar, la fricción no funciona entre dos superficies en contacto hasta que tienden a moverse entre sí. No importa que se muevan en el espacio, bajo la influencia de ninguna fuerza o permanezcan estacionarios.

Sí, si el objeto inferior es masivo en relación con el superior. Por ejemplo, la luna y una roca que se sientan en la superficie lunar están en caída libre hacia la tierra.

Pero a medida que la luna gira, la roca nunca logra resbalar de las superficies de la luna porque la gravedad de la luna la empuja contra su superficie y hace que aparezca una fuerza de fricción a lo largo del plano perpendicular.

La fuerza de fricción actúa cuando los dos objetos están en contacto entre sí y se mueven relativamente con respecto al otro. Durante la caída libre no existe una fuerza normal que actúe entre ellos, por lo que no hay fuerza de fricción.

Cualquier objeto que esté en movimiento experimenta fricción (fuerza opuesta) ahora también actúa ahora está entre los objetos y el aire.

No si está en el vacío

Pero si están cayendo en la tierra, entonces su fuerza debe ser viscosa debido al aire