FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERIA SEGUNDA SESIÓN DE PRÁCTICAS

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1 DEPARTAMETO DE FÍSICA APLICADA ESCUELA TÉCICA SUPERIOR DE IGEIEROS AGRÓOMOS Y DE MOTES UIVERSIDAD DE CÓRDOBA FUDAMETOS FÍSICOS DE LA IGEIERIA SEGUDA SESIÓ DE PRÁCTICAS 3.- Coeiciente de rozamiento

2 FUDAMETOS FÍSICOS DE LA IGEIERÍA Guión de práctica 3.- Coeiciente de rozamiento Objeto: Determinar lo coeiciente de rozamiento etático y cinético entre ditinta upericie y comprobar la dependencia de la uerza de rozamiento máxima repecto a la uerza normal entre la upericie. Material: Supericie plana horizontal. Pieza con dierente upericie de contacto (madera y ieltro). Dinamómetro de 1 y 2.5. Pea de 100 g y 200 g. Fundamento: La uerza de rozamiento urgen entre do cuerpo pueto en contacto cuando e intenta delizar uno repecto al otro. Se deben, en parte, a la rugoidade o apereza de la upericie en contacto y también a la tendencia de dicha upericie a ormar enlace atómico que la adhieren entre í. Eta uerza de rozamiento on de magnitud limitada y no erán uiciente para impedir el movimiento cuando la uerza aplicada ean uicientemente grande. Supongamo un bloque de maa m colocado obre una upericie plana horizontal al que aplicamo una uerza F también horizontal. Si F e pequeña el bloque no e moverá y el equilibrio e mantiene. En ete cao la uerza de rozamiento etática entre la upericie e igual a F. Si F aumenta progreivamente también lo hará y llegará un F momento en que no acercamo a una ituación en la mg que el movimiento e inminente y el equilibrio etá a punto de rompere, e decir la uerza de rozamiento alcanza u valor máximo. Ete valor máximo e max ha comprobado experimentalmente que e Figura 3-2 proporcional a la uerza normal entre la upericie en contacto. El coeiciente de proporcionalidad e el coeiciente de rozamiento etático, µ µ (3.1) Si F aumenta ligeramente, la uerza de rozamiento ya no puede equilibrarla y e inicia el movimiento, que generalmente puede obervare que e acelerado. E decir, cuando la do upericie e delizan una repecto a otra deciende dede hata, a eta última e llama uerza de rozamiento cinético y permanece aproximadamente contante. Figura 3-1 max 3.1

3 FUDAMETOS FÍSICOS DE LA IGEIERÍA Guión de práctica = µ (3.2) Lo coeiciente µ y µ no dependen del área de la upericie en contacto, dependen undamentalmente de la naturaleza de la upericie y de u grado de pulimentación. Debe obervare que ambo coeiciente on el cociente de do uerza perpendiculare, por lo que on adimenionale y repreentan la tangente que la reultante de amba uerza orma con la normal a la upericie. Una vez iniciado el movimiento, i F e jutamente igual a = µ, el movimiento e uniorme y por lo tanto la velocidad contante, recorriéndoe epacio iguale en tiempo iguale. max = µ Equilibrio Movimiento Figura 3-3 Fuerza de rozamiento F Método: Para cada pareja de upericie (i) Determinar el peo del bloque con el dinamómetro, anotarlo con u unidade y el error. (ii) Colocar el itema egún el equema de la Figura 3-4. (iii) (iv) (v) (vi) Uando el dinamómetro, medir la máxima uerza de tracción horizontal a la que el bloque permanece en equilibrio. Eta e la máxima uerza de rozamiento etática = µ. Anotarla con u unidade y error. max Medir la uerza de tracción horizontal que mantiene un movimiento uniorme obre la upericie. Eta e la uerza de rozamiento por delizamiento = µ. Repetir la medida (iii) y (iv) añadiendo 100 g, 300g y 500 g obre el bloque. Anotar lo peo totale y lo valore de la uerza de tracción obtenido en cada cao en la tabla. Repreentar lo pare de valore, y, obtenido para cada par de upericie en una gráica, repreentando en ordenada la uerza de rozamiento y en abcia la uerza normal. Ajutar una recta a cada conjunto de dato (upericie y tipo de rozamiento). Comprobar que lo coeiciente de rozamiento etático y cinético on la pendiente de la recta repectiva para cada upericie. m Figura

4 FUDAMETOS FÍSICOS DE LA IGEIERÍA Guión de práctica Reultado: Peo del bloque()= Madera Bloque Bloque+100g Bloque+200g Bloque+300g ormal ( ) ( ) ( ) Valore medio Error Fieltro Bloque Bloque+100g Bloque+200g Bloque+300g ( ) ( ) ( ) Valore medio Error Cuetione: (1) Un bloque de 250 g decana obre una upericie horizontal. Se tira de él con una uerza horizontal F progreivamente creciente, iniciándoe el movimiento cuando F = 1.2. a) Cuál e el coeiciente de rozamiento etático. b) Si en lugar de tirar del bloque inclinamo el plano obre el que etá ituado el bloque, cuál ería el ángulo de inclinación del plano al que la maa empezaría a delizare?. (2) Un bloque de 4 de peo decana obre un plano horizontal. El coeiciente de rozamiento etático entre amba upericie e µ = 0.4 y el cinético µ = Determinar la uerza de rozamiento que opone el plano al bloque cuando e aplica a éte: 3.3

5 FUDAMETOS FÍSICOS DE LA IGEIERÍA Guión de práctica a) Una uerza horizontal de 1. b) Una uerza horizontal de 3. c) Una uerza de 3 inclinada 45º obre la horizontal. 3.4