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Laboratorio de Fsica IIPrctica de Laboratorio N 6Rozamiento: Friccin en SlidosINFORMEIntegrantes:Erick Rosales SorjanoDennis Quispilaya ChancaGrupo:C15 - 02 - AMesa N7Profesor:Nicols Herencia Calampa.Semana: 7Fecha de realizacin: 19-05-14 Fecha de entrega: 26-05-142014 II
Objetivos: Estudio de las fuerzas de rozamiento entre un cuerpo y una superficie. Determinacin de los coeficientes de rozamiento.
Marco terico:
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho ms andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como un suelo rugoso). Rozamiento esttico:Es la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento. Sobre un cuerpo en reposo al que se aplica una fuerza horizontalF, intervienen cuatro fuerzas:F: la fuerza aplicada.Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al deslizamiento.P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleracin de la gravedad.N: la fuerza normal, con la que la superficie reacciona sobre el cuerpo sostenindolo.Dado que el cuerpo est en reposo la fuerza aplicada y la fuerza de rozamiento son iguales, y el peso del cuerpo y la normal:
Se sabe que el peso del cuerpoPes el producto de su masa por la aceleracin de la gravedad (g), y que la fuerza de rozamiento es el coeficiente esttico por la normalfs(mx) = us x FLa fuerza horizontalFmxima que se puede aplicar a un cuerpo en reposo es igual al coeficiente de rozamiento esttico por su masa y por la aceleracin de la gravedad. Rozamiento cintico:En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerzaF horizontal. Sobre el bloque actan el pesomg, la fuerza normalNque es igual al peso, y la fuerza de rozamientoFkentre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad constante la fuerza aplicadaFser igual a la fuerza de rozamiento por deslizamientoFk. Podemos investigar la dependencia deFkcon la fuerza normalN. Veremos que si duplicamos la masamdel bloque que desliza colocando encima de ste otro igual, la fuerza normalNse duplica, la fuerzaFcon la que tiramos del bloque se duplica y por tanto,Fkse duplica.La fuerza de rozamientopor deslizamientoFkes proporcional a la fuerza normalN.Fk=mkNLa constante de proporcionalidadmkes un nmero sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cintico. El valor demkes casi independiente del valor de la velocidad para velocidades relativas pequeas entre las superficies, y decrece lentamente cuando el valor de la velocidad aumenta. A la izquierda, tenemos un ejemplo de la fuerza de rozamiento esttico; mientras que en la derecha, tenemos un ejemplo de la fuerza de rozamiento cintico.
Materiales: Canti Cantidad dadMaterial Material
01Computadora personal con Data Studio
01Sensor de fuerza
01Cuerpo de superficies diferentes
01Plano inclinado
01Transportador
01Cuerda
01Varilla y soporte
01Balanza
VARIABLES A MEDIR:
RESULTADO DE PROCEDIMIENTO Tabla N 1
s(Angulo)Peso
30140g
45145g
35150g
42155g
39165g
36170g
34175g
36185g
Tabla N 2
Max( fs)Promedio (fk)
Ensayo # 11,691,36
Ensayo # 23,052,04
Ensayo # 33.112,94
Ensayo # 44,193,66
Ensayo # 54,584,41
Graficas:
Anlisis:
De tabla 1 Calculo del coeficiente de rozamiento esttico (K)
=0,0136
K=0,012
K=0,0098
K=0,0915
Calculo del coeficiente de rozamiento cintico (s) =0,0169
=0,0152
=1,036
=0,010
Conclusiones:
En toda superficie rugosa existir una fuerza de rozamiento y una constante de friccin, siendo ambas directamente proporcionales cuando la fuerza normal del cuerpo sea constante; mientras que, cuando el coeficiente de rozamiento sea constante, la fuerza normal ser directamente proporcional a la fuerza de friccin.
Cuando el bloque estaba a punto de moverse, la fuerza de rozamiento era de tipo esttica, llegando a obtener su mximo valor; y para el bloque, se cumpla las ecuaciones de equilibrio, llegando a la frmula fs(mx) = us x N de la cual despejamos el coeficiente, y este ser de tipo esttico.
La masa, rea de superficie, volumen o cualquier otro parmetro relacionado a los anteriores no influyen en el coeficiente de rozamiento, debido a que este depender del ngulo formado por un plano y una superficie mayor.
Generalmente se dice que la fuerza de rozamiento esttico es mayor que la fuerza de rozamiento cintico, pero en la prctica nos damos cuenta que no es cierto. Si obtenemos la grfica proporcionada por Data Studio, nos damos cuenta que en algn momento la fuerza de rozamiento esttico ser mayor que el cintico, pero luego, el cintico ser mayor al esttico. Por lo tanto, se tiene que corregir y especificar que la fuerza de rozamiento esttico MXIMA ser siempre mayor a la fuerza de rozamiento cintico.
En nuestras prcticas, los coeficientes de rozamiento fueron menores a la unidad; sin embargo, en los ltimos aos ya se lograron obtener coeficientes que oscilan en el valor de 4. Por lo tanto, decir que los coeficientes de rozamiento siempre sern menores que la unidad es un hecho que se debe cambiar.
Bibliografa:
Fuentes, J. (2011) Fuerza de Rozamiento [en lnea]. Recuperado el 02 de noviembre, de:
Vargas, I. (2012) El rozamiento por deslizamiento [en lnea]. Recuperado el 02 de noviembre, de: