Fuerzas de rozamientoINTEGRANTES GRUPO: #1DD DOCENTE:Ing !u"s
Siman#asUNI$ERSIDAD AUT%NO&A DE! CARI'EFACU!TAD DE INGENIER(A
DEPARTA&ENTO DE CIENCIAS ')SICAS !A'ORATORIO DE F(SICA
'ARRAN*UI!!A +,1-.,/TA'!A DE CONTENIDO: 1
INTRODUCCI%N0000000000000000000000000000/ +
&ARCOTEORICO00000000-Ing. Luis SimancasFuerzas de
rozamientoAutor: Diego AndrsTorres M.2015|2015NO&'RE C%DIGO1
Diego Andr1s Torres &ontes 121-1,334+ Danie5 6os1 &ira
&o5ina 1,1-117/32 Adri8n 6os1 &art"nez $8s9uez 1,1-12714/
:i55iams $a55e;o1,1-124OS - Solucin de la pgina 42 y 43.Autor:
Diego Andrs Torres M.31 RESU&ENas prcticas enlos laboratorios
sonesenciales paranosotros en nuestro proceso de aprendi!a"e pues
ya #uedebe$ostener unabuena%or$acinpara&acer biennuestra labor
de %uturos %or$adores y sobre todo de unaciencia tan a$plia e
i$portante co$o lo es la %'sica.
(ortantoenlasiguientee)periencianosen%ocare$osen&allar y
anali!as las *ariantes y relaciones #ue pode$osencontrar en las
%uer!as de ro!a$iento+ as' co$o laconsecucin del*alor de la %uer!a
y los coe%icientes de%riccintantoestticoco$odin$ico+
loscualesserne)plicados a %ondo a continuacin y con la ayuda de
lateor'ayel so%t,arede$ostrar e)peri$ental$enteco$opode$osencontrar
yta$bindi%erenciar las di%erentes %or$as de ro!a$iento.Pa5a@ras
C5aAes: ro!a$iento esttico+ din$ico+ e#uilibrio+ reposo+ %uer!as+
coe%iciente de%riccin+ super%icie.Autor: Diego Andrs Torres M.4+
INTRODUCCI%N Tal *e! &ayas escuc&ado sobre %uer!a
dero!a$iento+ retardanteosi$ple$ente%riccin+ ya#ue anterior$ente en
la cine$tica se sueledespreciar este %en$eno para un $e"or anlisis
yco$prensin de los $o*i$ientos estudiados+
sine$bargosuin%luenciaesdegrani$portanciayaun#uepare!caalgo$uysencilloesunodelosca$pos
de di%'cil co$prensin en la %'sica. -a #uesuscausas son*ariadasyno
obedecenaunateor'a%'sica sencilla.(or ello+ a#u' nosli$itare$os a
describir cualitati*a$ente los casos $s %recuentes. .l
desli!a$iento de uncuerpo sobre la super%icie de otro se le lla$a
%uer!a de %riccin o roce pordesli!a$iento+ lacausa principal radica
en #ue las super%icies de los cuerpos en contacto no
sonco$pleta$ente lisas+ sino $s o $enos speras. a %uer!a de
ro!a$iento alcan!a su *alor$)i$o en el $o$ento en #ue co$ience a
$o*erse uno de los cuerpos. /uando aparecela%uer!adero!a$ientoel
reposorelati*odeuncuerposelella$a%uer!ade%riccinesttica+ y cuando
la %uer!a de ro!a$iento act0a durante el desli!a$iento de un cuerpo
sella$a %uer!a de %riccin cintica. Autor: Diego Andrs Torres M.52
&ARCO TE%RICO Fuerza de rozamiento es toda Buerza oCuesta a5
moAimientoD 5a #ua5 se maniBiesta en5a suCerBi#ie de #onta#to de
dos #uerCos siemCre 9ue uno de e55os se mueAa o tiendaa moAerse
so@re otro a causa de la e)istencia de esta %uer!a es la siguiente:
las super%icies de los cuerpos+inclusolas delosaparente$ente lisos+
nosonlisas1 presentanunaseriedeaspere!as#ue+ al apoyar un cuerpo
sobre otro+ enca"an entre s'+ lo #ue obliga a la aplicacin de
una%uer!aadicional aladel $o*i$ientoparaconseguir *encer el
ancla"e. (or lotanto+ la%uer!a e%ecti*a #ue &ar #ue un ob"eto
se $ue*a ser:2.e%ectuada32.aplicada42.ro!a$iento.CoeBi#iente de
rozamiento: .l ro!a$iento es independiente de la *elocidad y del
*alor delasuper%iciedeloscuerposencontacto.
.sta%uer!adependedelanaturale!adeloscuerposencontactoydel
gradodepuli$entodesussuper%icies. .sproporcional ala%uer!a #ue
act0a sobre el $*il perpendicular$ente al plano de $o*i$iento. A
sta 0lti$ase la deno$ina Buerza norma5 ENF.(or lo tanto
$ate$tica$ente escribi$os:Fr3 56N+donde 5 es un coe%iciente
caracter'stico de lassuper%icies en contacto+ deno$inado
coe%iciente de ro!a$iento. CoeBi#iente de rozamiento de un #uerCo
so@re otro es 5a re5a#iGn 9ue eHiste entre 5aBuerza de rozamiento I
5a 9ue a#tJa so@re e5 mGAi5 CerCendi#u5armente a su C5ano
dedes5izamientoRozamiento est8ti#o I din8mi#o:/o$o todos sabe$os+
es $s di%'cil7&ay #ue &acer$s %uer!a8 iniciar el $o*i$iento
de un cuerpo sobre otro #ue para $antenerlo una *e! yaconseguido.
.stonosindica#ue&e$osdedistinguir
doscoe%icientesdero!a$ientodistintos: ro!a$iento esttico+ #ue
di%iculta la tendencia del cuerpo &acia el $o*i$iento.
ro!a$iento din$ico+ #ue da origen a la %uer!a #ue se opone al
$o*i$iento del cuerpocuando ste ya se $ue*e. Autor: Diego Andrs
Torres M.6.n general+ el coe%iciente de ro!a$iento esttico es
ligera$ente superior al din$ico. a e)presin F K L M N indica+ en
realidad+ el *alor $'ni$o de la %uer!a #ue &ay #ue e"ercer para
lograr el $o*i$iento del cuerpo y+ por tanto+ el $)i$o *alor de la
%uer!a de ro!a$iento. Si el *alor de la %uer!a aplicada es $enor
#ue este $)i$o el cuerpo no se $o*er y el *alor del ro!a$iento se
igualar a ella+ anulndola..s decir+ si cuando e$pu"a$os un ob"eto
para arrastrarlo 7por e"e$plo8 e"erce$os %uer!a y *e$os #ue no se
$ue*e+ incre$enta$os nuestra %uer!a y sigue sin $o*erse+ es por#ue
el ob"eto reali!a contra nosotros la $is$a %uer!a y el siste$a se
anula. /uando nuestra %uer!a supere 569 7donde 5 depende de la
naturale!a de las super%icies y 9 3 $g para super%icies planas y
NKmg#osN para super%icies inclinadas8 entonces el ob"eto se $o*er.
Autor: Diego Andrs Torres M.7/O'6ETI$OSGENERA!: Anali!ar+
interpretar+ relacionar y conte)tuali!ar de$aneraob"eti*alos
conceptos+%or$ulas+ caracter'sticas y $odelos pertenecientes a las
%uer!as de ro!a$iento+%acilitndonos e)peri$ental$ente identi%icar
este %en$eno y di%erenciar sus di%erentes%or$as+ per$itiendo la
co$probacin de lasteor'as estudiadas con anterioridad.ESPEC(FICOS:
Deter$inar si la %uer!a de ro!a$iento est en %uncin de las
super%icies en contacto. Deter$inar si la %uer!a de ro!a$iento est
en %uncin del rea aparente de contacto. Deter$inar si la %uer!a de
ro!a$iento est en %uncin del peso del cuerpo en estudio. Deter$inar
las %uer!as de ro!a$iento en un $o*i$iento de rodadura. Deter$inar
los %actores #ue inter*ienen en la %uer!a de ro!a$iento.Autor:
Diego Andrs Torres M.8- FOR&U!AS = GR)FICASFB K N H OFB K
2uer!a de %riccinN K 2uer!a 9or$al al plano de $o*i$ientoO K 7$iu8
/oe%iciente de %riccin. .l cual depende de los $ateriales en
ro!a$iento. /oe%icientes de %riccin esttica y cintica de di%erentes
$ateriales en encontanto. :r%ica co$parati*a entre %riccin esttica
y din$ica.Autor: Diego Andrs Torres M.97 &ONTA6E
=REA!IPACI%N;ealice el $onta"edel e#uipo deacuerdo a la %igura#ue
se le estane)ando. Siga lasindicaciones de sudocente..n la
siguientee)periencia elob"eti*oprincipal esdeter$inar de #udepende
la %uer!a de ro!a$iento+ cuando dos cuerpos de ponen en contacto.71
/olo#ueel sensorde%uer!asobreel
tacode$aderay0nalosconcintaad&esi*a+ de%or$a tal #ue no se
deslice por el taco+ cntrelo.7+ Sobre el carril %letc&er
colo#ue la regla de $adera de #ue esta #uede bien ni*elada+ con
el%in de #ue el taco de $adera se deslice sobre ella sin
detenerse.72 Ate un sedal al sensor de %uer!a y pselo a tra*s de la
polea. .n el otro e)tre$o del sedalcolo#ue las pesas respecti*as
para iniciar el $o*i$iento del taco de $adera.7/ gra$os y luego
*aya agregando pesas de ?> gra$os &astacuandoel
tacoco$iencea$o*ersey
esteco$ienceadesli!arseauna*elocidadconstante. @bser*e los *alores
#ue *a registrando el progra$a. Aeri%i#ue cual es el *alorde la
%uer!a de ro!a$iento #ue se necesita para iniciar el $o*i$iento as'
co$o el *alor delcoe%iciente de ro!a$iento est8ti#o y #in1ti#o7-
/olo#ue a&ora el taco de $adera del lado $s angosto+ a"ustando
el sensor de %uer!a auna nue*a posicin+ y repita elprocedi$iento
anterior. @bser*e el*alor de la %uer!a dero!a$iento #ue registra el
progra$a y co$prela con el *alor #ue obtu*o anterior$ente.Baga lo
$is$o con el coe%iciente de ro!a$iento.77 ;epita el 'te$ C.4+ pero
a&ora colo#ue eltaco de $adera con ellado de go$a &acia
laregla y encina a"uste el sensor con cinta ad&esi*a. Aeri%i#ue
los *alores de las %uer!as dero!a$iento obtenidas y los
coe%icientes de ro!a$ientos respecti*os.7< .nel
siguientee"erciciolo*a$osareali!ar sobresuper%iciesdi%erentes.
(araelloseutili!ar una regla %orrada de papel y otra en un papel de
li"a y se repiten los pasos del 'te$C.4. A#u' se *a a obser*ar los
di%erentes *alores de ro!a$iento #ue se obtienen en lasdi%erentes
super%icies.73 .n este e"ercicio se *a a tener en cuenta el peso
del taco de $adera incre$entado+ estecon pesas de => gra$os+
para cada uno de los e"ercicios debe usted tener en cuenta eln0$ero
de pesas necesarias para iniciar el $o*i$iento y #ue este se
$antenga constanteduranteel recorridosobrelasuper%iciedecontacto.
@bser*eel *alor dela%uer!adero!a$iento obtenida en cada uno de los
casos as' co$o el coe%iciente de ro!a$iento.Autor: Diego Andrs
Torres M.10< E*UIPOS = &ATERIA!ESTacos de $adera/arril
%letc&erSensor de %uer!aMorda!a(olea=? >+3=2H4? >+=Ctaco
pe#ueEo43+=> 9:o$a 2+>=3 >+II=J33 >+4H4=4= a pesa
=+=> 9 )rea de Conta#to
KreadelTacoSuper%icieMaderaSuper%icie(isoSuper%iciei"aMadera?2)C3I2c$L2?+>=?
>+3=2H4? >+=CMadera?2)333Cc$L2?+3J= >+4? >+=?4 TA'!A DE
RESU!TADOAutor: Diego Andrs Torres M.13 Se puede obser*ar
clara$ente en las tablas de resultados ladependencia#uee)isteentre
laspropiedadesdel $aterialen contacto y elpeso de este+ los cuales
per$iten a%ir$ar#ue cuando los $ateriales son $s rugosos yGo
$spesados se re#uiere una $ayor %uer!a para #ue se $ue*ana
*elocidad constante+ a su *e! el rea aparente de contactode la
super%icie no incide en el *alor de %riccin ya #ue paradi%erentes
reas el *alor sigue siendo el $is$o por#ue esteslo relaciona peso y
naturale!a de los $ateriales.1, O'SER$ACIONES .stu*ieron presentes
$uc&os %actores #ue nos indu"eron a errores $'ni$os+ ya #ue
al&alar el taco de $adera no $antu*i$os una *elocidad constante
pero lo intenta$os+
sine$bargolasrepetiti*asto$asdelosdatosnosper$itieronsacarunpro$edio$spreciso+
pero#uesir*ieronparasacar
conclusionesclarasyconcretassobreestae)periencia. a %uer!a de
ro!a$iento se opone al$o*i$iento de un blo#ue #ue desli!a sobre
unplano. a %uer!a de ro!a$iento es proporcional a la %uer!a nor$al
#ue e"erce el plano sobre elblo#ue. a %uer!a de ro!a$iento no
depende del rea aparente de contacto. Basta las super%icies $s
pulidas tienen a ni*el $icroscpico pe#ueEas rugosidades. a %uer!a
de ro!a$iento depende de la presin entre las dos super%icies en
contacto ode las propiedades de los $ateriales en estudio. .n
$ateriales $s pulidos se necesita $enor %uer!a para desli!arlos+
$ientras #ue los$s rugosos re#uieren $s traba"o. a %uer!a re#uerida
para $o*er a un ob"eto es $ayor #ue la necesaria para
$antenerlodespus a una *elocidad constante+ por tanto pode$os decir
#ue la %riccin esttica es$ayor #ue la cintica. .l coe%iciente de
%riccin es unidi$ensional+ o sea no tiene una unidad de $edida+
estregida por un n0$ero.Autor: Diego Andrs Torres M.1411
CONC!USIONES.n este laboratorio e)peri$enta$os #ue el coe%iciente
de %riccin est dado por 5+ dondeestepuedesercinticooesttico+ enel
cual paraunplano&ori!ontal #ue%ueel #uetraba"a$os este pri$ero
es $e"or #ue el segundo+ donde pudi$os notar #ue las *ariables#ue
"uegan un papel i$portante en las %uer!as de ro!a$iento son la
nor$al y lapropiedades de las super%icies+ despreciando la relacin
del rea aparente de contacto+ y elcoe%iciente de ro!a$iento cintico
de un cuerpo con la super%icie de un plano inclinado+ esigual a la
tangente del ngulo con #ue el cuerpo se desli!a sin aceleracin+ con
*elocidadconstante. .l coe%iciente esttico en un plano inclinado
ta$bin depende de la tangente delngulo. Tene$os #ue la %riccin
ta$bin es lla$ada ro!a$iento+ ya #ue es un %en$eno%'sicoconel cual
*i*i$osadiario+ $uc&as*ecesnonosda$oscuenta. .l
te$aesde$asiadoi$portanteya#ueesten$uc&oslugares+
a*eceslasdes*enta"asson$ayores+
perocierta$entela%riccines$uybuenaya#uepocas*ecesnosda$oscuentas ya
#ue al igual nos da *enta"as.Autor: Diego Andrs Torres M.151+
RESPUESTAS ?O6A DE E$A!UACI%N1 En5osAa5oreso@tenidosD
en5aCrimeraCrue@aD Cara5aBuerzaderozamientoDQ9u1 o@serAas en e55osS
@bser*a$os co$o dis$inuye la %uer!a #ue &ay #ue e"ercer para
$antener el blo#ue a
*elocidadconstanteenla$edidaen#ueca$bia$oslassuper%iciesde$srugosasasuper%icies$spulidas+
obteniendo $ayores *alores cuando nuestro ob"eto de estudio eran
las dos super%icies $srugosas+ en nuestro caso %ue la go$a contra
la $adera donde obtu*i$os #ue re#ueri$os 2 9 de%uer!a para $o*erlo.
+ A5 tra@a;ar #on diBerentes suCerBi#ies en #onta#toD Q9u1
o@serAaste en 5os Aa5ores de 5asdiBerentes Buerzas de rozamiento
o@tenidasSSeobser*a#uela%uer!adero!a$ientoob*ia$enteguardagranrelacinconlaspropiedades+acabados
y de$s aspectos tenidos en cuenta al $o$ento de &acer el
$aterial+ siendo los $srugosos los #uere#uirieron$s
%uer!aparaobtener *elocidadconstantey los $s pulidosnecesitaron
$enos.2 A5 Aariar e5 Ceso de5 @5o9ueD Q9u1 o@serAaste en 5os
diBerentes Aa5ores de 5as Buerzas derozamientoSMue el peso in%luye
ta$bin proporcional$ente a la %uer!a de ro!a$iento ya #ue este
au$enta lapresin entre las super%icies &aciendo $ayor contacto
uno con otro con su rea real de contacto.Autor: Diego Andrs Torres
M.16 E!E&ENTOS CO&P!E&ENTARIOS1+ REFERENCIAS
'I'!IOGRAFICAS - Manual de laboratorio de %'sica $ecnica.- 2'sica
para ciencias e ingenier'a *ol. ? de ;ay$ond A. Ser,ay y No&n
O. Ne,ett+ Nr.. 2'sica conceptual (aul :. Be,itt.. 2'sica <
;esnicP Q Balliday.
RttC:TTUUUs#eRuesTs@Ue@TBisi#aTdinami#aTrozamientoTgenera5TrozamientoRtmAutor:
Diego Andrs Torres M.17
