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PRÁCTICA 5
ROZAMIENTO
SERGIO ARAGÓN SANTOS Código 141002802
CONSUELO GÓMEZ ORTIZ Código 141002807
LICENCIADA SANDRA LILIANA RAMOS DURÁN
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
FACULTAD DE CIENCIAS HUMANAS Y DE LA EDUCACIÓN
LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICA
MECÁNICA I
VILLAVICENCIO
2012
FRICCIÓN
La fricción es la oposición que presentan las dos zonas de los materiales en
contacto, durante el inicio, desarrollo y final del movimiento relativo entre ellas,
conlleva a consumo de energía, generación de calor, desgaste y en algunos casos
a fallas catastróficas. Los cuerpos que se mueven pueden ser sólidos, líquidos ó
gaseosos, ó una combinación de dos ó más de ellos.
Rozamiento entre superficies de dos sólidos.
En el rozamiento entre cuerpos sólidos se ha observado que son válidos de forma
aproximada los siguientes hechos empíricos: La fuerza de rozamiento tiene
dirección paralela a la superficie de apoyo. El coeficiente de rozamiento depende
exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado
en que se encuentren sus superficies. La fuerza máxima de rozamiento es
directamente proporcional a la fuerza normal que actúa entre las superficies de
contacto. Para un mismo par de cuerpos (superficies de contacto), el rozamiento
es mayor un instante antes de que comience el movimiento que cuando ya ha
comenzado (estáticoVs.cinético). El rozamiento puede variar en una medida
mucho menor debido a otros factores:
1. El coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de las
superficies de contacto.
2. El coeficiente de rozamiento cinético es prácticamente independiente de la
velocidad relativa entre los móviles.
3. La fuerza de rozamiento puede aumentar ligeramente si los cuerpos llevan
mucho tiempo sin moverse uno respecto del otro ya que pueden sufrir
atascamiento entre sí.
La fricción se define como fuerza de fricción (F), es negativa y se opone al
movimiento traslacional y refleja qué tanta energía mecánica se pierde cuando dos
cuerpos inician el movimiento ó se mueven entre sí y es paralela y opuesta al
sentido del movimiento (consideraremos el deslizamiento no rodamiento de una
superficie seca no lubricada sobre otra). Refleja que tan eficiente energéticamente
es el mecanismo durante su funcionamiento. La fuerza de fricción se calcula de la
siguiente ecuación:
F=µN
Tipos de fuerzas de fricción.
- Fuerza de fricción estática (Fe ): La fuerza de fricción estática (F ) es una fuerza
negativa mayor que la fuerza aplicada la cual no es suficiente para iniciar el
movimiento de un cuerpo estacionario. Se genera debido a la rugosidad
microscópica de las dos superficies, que interactúan y se entrelazan, y entre las
cuales se generan enlaces iónicos y microsoldaduras formadas por la humedad y
el oxigeno del aire.
- Fuerza de fricción cinética (Fc ): La fuerza de fricción cinética (F ) es una fuerza
negativa que se presenta cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, se
opone al movimiento y es de magnitud constante.
OBJETIVO
- Medir el coeficiente de rozamiento entre dos superficies.
MATERIALES
- Bloque de caras rectangulares con
diferentes materiales (madera, lija.)
- Dinamómetro
- Juego de masas
- Escuadra
- Modelo plano inclinado removible
PROCEDIMIENTO
1. Para la realización de la práctica de laboratorio, lo primero que se hicimos es
determinar el peso por medio del dinamómetro.
2. Luego lo ubicamos en la mesa (enganchamos el dinamómetro), comenzamos a
halar hasta que el bloque se mueva (el procedimiento se realiza con ambos lados
del bloque rectangular, la superficie de lija y de madera). Se realiza este mismo
procedimiento pero con distintas masas, para medir la fuerza de rozamiento.
Calculamos el valor de la fuerza de rozamiento mediante la siguiente expresión:
FUERZA DE ROZAMIENTO=LECTURA DEL DINAMOMETRO (para ambos lados
de la superficie)
Tabla 1. Datos superficie madera-madera
Peso del
cuerpo
Fuerza del Fuerza de
bloque que rozamiento
se desliza
Tabla 2. Datos superficie lija-madera
Peso del
cuerpo
Fuerza del Fuerza de
bloque que rozamiento
se desliza
(W) = 100g
2.1 N
1.3 N
(W) = 100g
2.1 N
1.2 N
(W) + 100g
3.1 N
2.0 N
(W) + 100g
3.1 N
1.6 N
(W) + 200g
4.1 N
2.8 N
(W) + 200g
4.1 N
2.2 N
(W) + 300g
5.1 N
3.4 N
(W) + 300g
5.1 N
3.0 N
Gráfica 1. Fuerza del bloque en
función de la fuerza de rozamiento
madera-madera
Gráfica 2. Fuerza del bloque en
función de la fuerza de rozamiento
lija-madera
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
0
2
4
6
0
2
4
6
3. Colocamos el bloque de madera sobre el plano, y aumentamos lentamente el
ángulo de inclinación hasta el instante justo en el que el bloque empiece a
deslizarse.
A partir de ello, medimos el ángulo mínimo para que el bloque se deslice.
4. Elaboramos un diagrama de cuerpo libre y a partir de allí deducimos por medio
de las ecuaciones (1) y (2) el coeficiente de rozamiento para cada superficie, para
luego compararlo con la primera parte.
Diagrama 1. Cuerpo libre
Superficie (Madera)
(1) ∑ FX = mgsenθ - Fr = ma
(2) ∑ Fy = N – mgcosθ = 0
Superficie (Lija)
(1) ∑ FX = mgsenθ – Fr = ma
(2) ∑ Fy = N – mgcosθ = 0
(1) mgsenθ - μN = 0
μ = (mgsen42°/1.497N)
μ = 0.94
(2) N = mgcosθ
N = mgcos42°
N = 1,497N
(1) mgsenθ - μN = 0
μ = (mgsen39°/1.566N)
μ = 0.84
(2) N = mgcosθ
N = mgcos39°
N = 1,566N
ANÁLISIS
1. ¿Que representa la pendiente de la recta obtenida en la grafica?
La pendiente de la recta representa el coeficiente de fricción que existe entre las
fuerzas de contacto.
2. ¿Cuando es máximo el valor de la fuerza de rozamiento?
Hasta que no empiece el movimiento de un cuerpo sobre otro el valor de la fuerza
de rozamiento viene determinado por la segunda ley de Newton, es decir, no tiene
un valor fijo, pero siempre será menor que μsN. En el instante en el que se vence
esa resistencia al movimiento, la fuerza de rozamiento toma su valor máximo (μsN)
y cuando ya están en movimiento la fuerza de rozamiento vale μcN.
3. ¿Variarían los resultados si sustituyera el plano horizontal por un plano inclinado?
Si, ya que cambiarían las fuerzas que entrarían a estar tanto en el plano inclinado
como el horizontal.
Tabla 3. Datos porcentajes de error
superficie madera-madera
Masa (g) Error Relativo
Error absoluto
(%)
Tabla 4. Datos porcentajes de error
superficie madera-madera
Masa (g) Error relativo
Error absoluto
(%)
100
-0.40
-2.1
100
-0.60
-5.0
200
0.16
16.0
200
0.13
8.6
300
0.03
2.0
300
-0.12
-4.7
400
0.27
14.9
400
0.28
11.3
CONCLUSIONES

Según los resultados obtenidos podemos comprobar que la fuerza de
rozamiento depende del peso, es decir, de la masa del cuerpo, y no del
área que está en contacto con la superficie ni de la velocidad que alcanza el
cuerpo.

Pudimos además comprobar que el coeficiente de rozamiento estático es
más alto que el coeficiente de rozamiento dinámico lo que trae apareada la
gran diferencia entre las fuerzas de rozamiento que se ejercen mientras el
cuerpo está quieto y una vez que se ha iniciado el movimiento.

La fuerza de rozamiento se opone al movimiento del bloque que desliza
sobre un plano.


La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal que ejerce el
plano sobre el bloque.
BIBLIOGRAFÍA
Resnick Halliday Física para Estudiantes de Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Edición1998.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/rozamiento/general