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MEDIDA DEL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
DE DOS SUPERFICIES
OMAIRA ACEVEDO Cód.: 141002800
JESSICA MARIN Cód.: 141002823
MECANICA I
LIC. MATEMATICAS Y FISICA
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
VILLAVICENCIO, JUNIO 2012
INTRODUCCION
El fin de esta práctica es analizar las fuerzas que requiere cada uno de los sólidos para estar
en
movimiento.
Teniendo
en
cuenta
que:
*El coeficiente de rozamiento es prácticamente del área de las superficies de contacto.
* El coeficiente de rozamiento cinético es prácticamente independiente de la velocidad
relativa
entre
los
móviles.
* 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.
Lo que nos permitirá encontrar en forma experimental la medida del coeficiente de
rozamiento entre dos superficies solidad.
OBJETIVO
-Medir el coeficiente de rozamiento entre dos superficies.
MARCO TEORICO
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. En dos superficies
solidas 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.
FUERZA DE FRICCION:
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. Refleja que tan eficiente energéticamente es el
mecanismo durante su funcionamiento. La fuerza de fricción se calcula mediante la
siguiente ecuación:
F=μN
(1)
en donde
μ=coeficiente de fricción
N=normal
TIPOS DE FUERZA DE FRICCION
La fuerza de fricción, puede ser estática ó cinética.
- 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.
- Fuerza de fricción cinética (Fc ): La fuerza de fricción cinética (F ) es una fuerza que se
presenta cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, se opone al movimiento y es de
magnitud constante.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Materiales necesarios para realizar la práctica.*Bloques de caras rectangulares con
diferentes materiales
Bloque
Masa
Hilo
superficie de madera
Dinamómetro
1 PARTE
1. Se determino el peso de cada bloque por medio del dinamómetro
2. Ubicamos sobre la mesa el bloque de madera y luego se
engancho con el dinamómetro. Comenzamos a jalar con suavidad
del dinamómetro hasta que el bloque empezo a moverse, este
procedimiento
se
realizo
5
veces.
De igual manera hicimos el mismo ejercicio con la con la otra
superficie (lija). Repetimos el procedimiento anterior colocando
sobre
el
bloque
diferentes
masas.
Colgamos el bloque y luego lo enganchamos de la parte lateral con
el dinamómetro. Comenzamos a halarlo horizontalmente de
manera suave y registramos el valor que señalaba el dinamómetro
2 PARTE
Colocamos el bloque de madera sobre el plano, y aumentamos lentamente el ángulo de
inclinación hasta el instante justo en el que el bloque empezó a deslizarse. Medimos el
ángulo mínimo para el que el bloque empezó a deslizarse. luego medimos el ángulo
mínimo que hizo que el bloque se deslizara
RESULTADOS
A continuación se muestra la fuerza de fricción de cada cuerpo
MADERA-MADERA
Tabla 1.
PESO DEL
CUERPO
210g
FUERZA DE FRICCION
PROMEDIO
0,8 N; 0,9 N; 1,0 N; 0,8 N; 0,9 N
0,88 N
310g
1,5 N; 1,3 N; 1,3 N, 1,3 N; 1,4 N
1,36 N
410g
1,7 N; 1,5 N; 1,6 N; 1,6 N; 1,6 N
1,6 N
En la siguiente tabla se encuentran registrados los diferentes pesos y sus respectivas fuerzas
de fricción.
MADERA-LIJA
Tabla 2.
Peso del
cuerpo
Fuerza de fricción
Promedio
2,1 N
3,1 N
4,1 N
1,1N; 1,2N; 1,1N; 1,1N; 1,0N
1,8 N; 1,6 N; 1,7 N; 1,5 N; 1,6 N
2,6 N; 2,4 N; 2,4 N; 2,3 N; 2,5 N
1,1 N
1,6 N
2,4 N
En esta tabla se observa necesaria para hacer que un objeto de ese peso y suspendido en el
aire se mueva.
MASA SUSPENDIDA EN EL AIRE
Tabla 3.
Peso
Fuerza
promedio
2,1 N
0,1 N; 0,2 N; 0,1 N; 0,1 N; 1,1 N 0,1 N
Angulo de inclinación necesario para que el cuerpo para que el cuerpo venza la fuerza de
fricción
Tabla 4.
CARA DEL CUERPO
Lija
ANGULO DE INCLINACIÓN
41°
Madera
36°
Análisis de resultados.
Gráfica 1: Fuerzas de rozamiento
Análisis de la gráfica 1:
Al a analizar esta gráfica puedo observar que la recta obtenida tiene una pendiente que
representa el coeficiente de fricción entre las dos superficies, también se puede observar
que el máximo valor que toma la fuerza de rozamiento es justo antes de que el cuerpo se
mueva. Pero cuando este movimiento es realizado en un plano inclinado el movimiento de
fuerzas para este plano seria 1. Fx=Fr-mgSen o 2. Fy=N-mgCos o (o= grados ), A
diferencia si se realiza en un plano llano pues su movimiento de fuerzas ya no serian las
mismas porque las fuerzas que entrarían a relacionarse con los objetos serian distintas a las
iníciales.
Ahora en el plano inclinado tenemos en el eje y N=mgCos o, y remplazando Fr = U N
tenemos en el eje x U= mgSen o / N ; sustituyendo N y cancelando mg nos queda u=TANG
o, si remplazamos ángulos en cada bloque con lija y si lija que así :
Bloque madera-lija (210g):
U=tang 41° u= 0.869
Bloque madera-madera(210g):
U=tang 36° u= 0.726
En cambio para el plano horizontal, se halla el coeficiente de fricción con U= F*N
Coeficiente de friccion Bloque madera
Fr
N
u
0,88
2,1
0,419
1,36
3,1
0,439
1,6
4,1
0,390
Coeficiente de friccion Bloque Lija
Fr
N
u
1,1
2,1
0,524
1,64
3,1
0,529
2,38
4,1
0,580
Medidas en N
En este caso tenemos la fuerza de rozamiento es igual los valores obtenidos por el dinamometro, ya promediados con un error de medición 0.06 Fr = 0.99 +- 0.06 (0.99= 0.88+1.1/2
de 210g)
CONCLUSIONES
Gracias a este laboratorio nos queda más claro, que el coeficiente de fricción esta dado por
U y donde este puede ser dinámico o estático. Ya que el coeficiente de fricción cuando es
de un plano inclinado de pende del ángulo porque se halla con la tangente del ángulo, pero
cuando es en un plano horizontal se halla U = F * N, Con lo anterior podemos decir que la
fuerza que se genere al haber contacto entre dos superficies ya sea en una superficie plana o
inclinada, se cumple el rozamiento, a menos que las superficies sean completamente lisa.
BIBLIOGRAFIA
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/rozamiento/dinamico/dinamico.htm