Solucions Física en context 2

El coeficient estàtic de les sabatilles d'un corredor de la prova dels 10000 metres i el terra és de 0,4. El corredor té un pes de 620 N. Feu un dibuix de les forces que actuen sobre el peu-sabatilla del corredor i calculeu la força de fricció estàtica màxima.

Abans de començar la cursa, el corredor avança amb passes fermes cap a la línia de sortida. Prèviament ha escollit les sabatilles esportives més adequades per a la pista, per tal d'augmentar l'adherència. És important que en fer cada pas no rellisqui per tal de poder avançar més i millor i poder guanyar la cursa.

La força d'interacció entre dues superfícies (sabatilles i el terra per exemple), es deguda a les irregularitats i imperfeccions de les superfícies i per tant depèn de les característiques de les superfícies de contacte. Aquesta força s'anomena força de fricció o fregament i apareix entre dues superfícies que llisquen o intenten lliscar entre elles.Quan les superfícies estan en repòs, es diu que existeix una força de fricció estàtica, f_e.

Experimentalment es pot observar que aquesta força pot variar des de 0 fins a un valor màxim, f_{e màx} , que és proporcional a la força normal que fa una superfície sobre l'altra. Així

on la constant de proporcionalitat μ_e és el coeficient de fricció estàtica (que depèn de la naturalesa del material de les superfícies en contacte) i N és la força normal.

                                    

esquema senzill (educaplus.org)                        esquema més complet

esquema de forces (imatge de https://physics.stackexchange.com)