Fricción y rodamientos — Ingeniería, 11–13 años
Los ingenieros no pueden eliminar la fricción en todas partes, pero sí controlarla. Los rodamientos ayudan a que las piezas móviles se deslicen o giren con menos fuerza desperdiciada.
Qué hace la fricción
La fricción es el roce que se opone al movimiento cuando dos superficies se tocan. Puede ayudar, como las suelas que agarran el suelo, o desperdiciar energía, como una cadena de bicicleta que se calienta. Los ingenieros eligen superficies, lubricantes o rodamientos para conseguir la fricción adecuada.
¿Por qué controlarla?
Una máquina con demasiada fricción cuesta arrancarla, se ralentiza y se calienta. Las personas lo descubrieron al arrastrar objetos pesados; los rodillos facilitaron el trabajo. Un rodamiento resuelve el mismo problema dentro de una máquina, sustituyendo mucho deslizamiento por un giro más fácil.
Comparar un rodamiento
Una rueda de juguete necesita un empujón de 6 newtons para girar sobre un eje áspero. Con un rodamiento pequeño, solo necesita 2 newtons. Paso 1: mide ambos empujones con la misma rueda y carga. Paso 2: resta 2 a 6: se ahorran 4 newtons. Paso 3: recuerda que el rodamiento reduce la resistencia; no crea energía.
El error comprensible
Es tentador pensar que toda la fricción es mala y que todas las superficies deben ser lo más lisas posible. Eso dificultaría caminar, frenar y agarrar objetos. La pregunta útil no es «¿Cómo eliminamos la fricción?», sino «¿Dónde debe ser alta y dónde baja?»
Dónde aparece
Hay rodamientos en ruedas de bicicleta, monopatines, ventiladores, lavadoras y motores eléctricos. El lubricante de un motor de coche permite que las piezas metálicas se muevan sin desgastarse tan rápido. Las suelas y los dibujos de los neumáticos hacen lo contrario: conservan una fricción útil con el suelo.
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