1. OBJETIVO GENERAL
Determinar experimentalmente los coeficientes de rozamiento estático y cinético para tres superficies.
2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
I. Analizar experimentalmente la fuerza de rozamiento cuando hay dos superficies en contacto.
II. Verificar experimentalmente la composición de fuerzas en un plano horizontal y en un
plano inclinado. 3. BASE TEÓRICA
En algunos problemas planteados y desarrollados en clase, se ha despreciado la fuerza de rozamiento, es decir, se ha supuesto la inexistencia del rozamiento que presentan las superficies lisas, pero esta aproximación está lejos de situaciones de la vida cotidiana.
En alguna ocasión, al intentar mover un objeto sobre una superficie, esta ejerce cierta oposición o resistencia. Considerar un cuerpo que se encuentra sobre una superficie al cual se le aplica una fuerza horizontal externa.
Se puede observar que el cuerpo no se mueve a menos se le aplique una fuerza lo suficientemente grande. Si el cuerpo continúa estando en reposo, se puede asegurar que la fuerza debido a la gravedad (peso), además de la fuerza normal está ejerciendo otra fuerza sobre el cuerpo en
sentido contrario a la fuerza aplicada (rozamiento). Esto es causado por efecto de la
fuerza de rozamiento o fricción por deslizamiento. Este fenómeno se debe a que las superficies en contacto no son completamente lisas sino que presentan rugosidades y asperezas, produciendo esta fuerza que se opone al movimiento.
A medida que la fuerza externa aumenta, la fuerza de rozamiento también aumentara.
Esta fuerza de rozamiento se trata por lo general como un vector en dirección
opuesta al movimiento.
Experimentalmente se ha determinado que la fuerza de rozamiento es proporcional
en magnitud a la fuerza normal. Matemáticamente esta relación se expresa como:
Donde µ es el coeficiente de rozamiento, una constante adimensional por ser el resultado del cociente entre dos fuerzas y N es la magnitud de la fuerza normal.
La fuerza de rozamiento depende tanto de la naturaleza de las dos superficies así como de la carga (Normal) que presiona las superficies entre sí.
En el ejemplo anterior si el cuerpo aún sigue inmóvil, se puede afirmar que la aceleración del cuerpo es igual a cero, debido a que la suma de fuerzas que actúan
sobre el cuerpo (fuerza neta) es igual a cero. La fuerza horizontal aplicada se equilibra
con la fuerza de rozamiento. A este tipo de fuerza se le llama fuerza de rozamiento
estático. El valor máximo de la fuerza de rozamiento estático es proporcional a la
fuerza normal
Donde
µ
sse denomina coeficiente de rozamiento estático, cuyo valor generalmentees menor que 1 y depende de las texturas de las superficies en contacto.
Si la fuerza externa es lo
suficientemente grande
para vencer la fuerza de
rozamiento estático,
entonces el cuerpo se pone en movimiento, es decir, acelera hacia la derecha. A la fuerza de rozamiento cuando los cuerpos se encuentran en movimiento se le denomina fuerza de rozamiento cinético y también se representa en sentido opuesto al movimiento. Matemáticamente
Donde
µ
k se denomina coeficiente de rozamiento cinético y se define como elcociente entre las magnitudes de la fuerza de rozamiento cinética y la fuerza
normal.
Generalmente
µ
k es<
queµ
s4. CONOCIMIENTOS PREVIOS
Para esta práctica de laboratorio es necesario hacer una revisión bibliográfica previa de los siguientes conceptos:
Fuerzas de la naturaleza.
Principio de inercia y fuerzas comunes.
5. MATERIALES
1. Una tabla delgada de madera de aproximadamente 10 cm X 40 cm. 2. Vidrio de las mismas dimensiones de la tabla.
3. Una lámina de corcho, de las mismas dimensiones de la tabla. 4. Un bloque de madera de 5 cm X 3 cm X 2 cm.
5. Transportador. 6. Dinamómetro.
PRACTICA 1 COEFICIENTE DE ROZAMIENTO ESTATICO 6. PROCEDIMIENTO
6.1Coloque el bloque de madera sobre la tabla y levante lentamente el conjunto, justo
hasta el instante en el cual el bloque empieza a deslizarse.
Mida con el transportador el ángulo para el cual se da este evento.
6.2 Ahora cubre la tabla con la lámina de corcho y determina de nuevo para que
ángulo resbala el bloque de madera. Realiza nuevamente la experiencia con el vidrio.
6.3 Complete la siguiente tabla de datos y resultados:
PRACTICA 2 COEFICIENTE DE ROZAMIENTO CINETICO 7. CÀLCULOS
7.1 Con el dinamómetro, tome la lectura de la fuerza aplicada
.
Aumenta poco a poco la fuerza, de manera que, para algún valor de esta, el bloque empiece a moverse con velocidad constante. Registre ese valor en la tabla (tome tres medidas y escriba en la tabla el promedio de las 3 mediciones)
7.2 Si se conoce la masa del bloque, ¿Qué valor tiene el
µ
k entre el bloque y lasuperficie?
7.3 Cambie de superficie (de madera a corcho y de corcho a vidrio)
7.4 Escriba los datos en la tabla
Material sobre el cual se desliza Área de la cara del bloque (m²) Fuerza De Rozamiento (N) Peso Del Bloque deslizante (N)
µ
sµ
k 7. PREGUNTAS8.2 ¿El área influye en el rozamiento? ________________________________
. _______________________________________________________
8.3 ¿La naturaleza de las superficies influyen en el rozamiento? ___________
___________________________________________________
8.4 ¿Por qué se desgastan las suelas de los zapatos?____________________.
8.5 Mencione ejemplos de su entorno en donde se haga presente la fuerza de
BIBLIOGRAFIA
QUIROGA Ch., Jorge, FISICA 10, 1990, Págs 179 - 180, Bedout Editores
INFANTE LUNA, Esperanza Del Pilar, FISICA I, 2011, Pág 200, Grupo Editorial Norma BAUTISTA BALLEN, Mauricio y SALAZAR SUAREZ, Francia Leonora, HIPERTEXTO SANTILLANA FISICA I, 2011, Pág 209, Editorial Santillana
