Fuerza de fricción estática

Transcripción

1 Laboratorio de Meánia. Experimento 10 Fuerza de friión etátia Objetivo general Etudiar la fuerza de friión etátia. Objetivo epeífio Determinar lo oefiiente de friión entre diferente pareja de materiale. Teoría La fuerza de friión entre do uerpo aparee aún in que exita movimiento relativo entre ello. Cuando aí uede atúa la fuerza de friión etátia, que uualmente e denota omo f y u magnitud puede tomar valore entre ero y un máximo, el ual etá dado por f = µ N (1) max donde µ e el oefiiente de friión etátio y N e la fuerza normal. En el ao partiular, de un objeto en repoo obre un plano inlinado, omo e ilutra en la figura 1. De auerdo al diagrama de fuerza, obre ete uerpo atúan tre fuerza: La normal N, el peo W y la fuerza de friión etátia f. Figura 1 61

2 Laboratorio de Meánia. Experimento 10 Dado que el objeto etá en repoo, a partir del diagrama de fuerza e enuentran la euaione: F = mgenθ f = 0 (2) x F y = N mg oθ = 0 (3) Si e aumenta el ángulo de inlinaión gradualmente, hata que el valor θ ángulo al ual el objeto etá a punto de iniiar u movimiento, la fuerza de friión etátia alanza u valor máximo dado por la euaión (1). Depejando la friión y la normal, e tiene: f max = mgenθ N = mg oθ y utituyendo en la euaión (1) e obtiene: µ = tanθ (4) Eta euaión, permite determinar el oefiiente de friión etátia entre do materiale en ontato. Equipo y materiale 1. Plano de inlinaión variable 2. Plaa de aluminio 3. Un bloque de madera de maa variable y de ara on diferente área 4. Do pea de 100g de maa 5. Trozo de diferente materiale 62

3 Laboratorio de Meánia. Experimento 10 Proedimiento Figura 2 ATENCIÓN: Ante de iniiar la mediione, e neeario limpiar on un trapo limpio y húmedo la uperfiie que van a etar en ontato. Eto para retirar el polvo y uiedad que pudieran afetar lo reultado. Dejar ear la uperfiie ante de haer la mediione. 1. Coloar el bloque de madera on u ara de mayor área obre el plano inlinado (plátio). 2. Aumentar el ángulo de inlinaión gradualmente, hata que el objeto eté a punto de rebalar (ver figura 2) y anotar en la tabla I el valor del ángulo de inlinaión. 3. Repetir lo pao anteriore 10 vee. 4. Coloar en el hueo del bloque de madera una maa de 100g y repetir lo pao 1, 2 y 3, diez vee. Anotar lo ángulo medido en la tabla I. 5. Coloar otra maa de 100g, para alanzar 200g y repetir el pao 4. Anotar u reultado en la tabla I. 6. Calular el oefiiente de friión utilizando la euaión (4) y anotar el reultado en la última olumna de la tabla I. 63

4 Laboratorio de Meánia. Experimento Coloque obre el plano inlinado ada uno de lo diferente materiale diponible, repita el pao 2 y anote u reultado en la tabla Utilizar la herramienta omputaionale para el laboratorio de Meánia, loalizada en la direión eleionar el applet Análii etadítio de mediione y obtener el promedio y la inertidumbre (deviaión etándar). Anote u reultado en la tabla Coloque la plaa de aluminio obre el plano inlinado, y repita lo pao 7 y 8 y anote u reultado en la tabla 3. Reultado Carga Renglón (g) Tabla I Angulo θ θ ± δθ µ MATERIALES Plátio- aluminio Plátio- latón Plátio- fierro Plátio- arílio Angulo θ Tabla 2 θ ± δθ µ 64

5 Laboratorio de Meánia. Experimento 10 Tabla 3 Materiale Aluminio- aluminio Aluminio- latón Aluminio- fierro Aluminio- arílio Ángulo θ θ ± δθ µ Pregunta 1. Qué uede on el oefiiente de friión etátia al ambiar la maa del bloque de madera? 2. Qué uede on la fuerza de friión etátia máxima al ambiar la maa del bloque de madera? Debe de ambiar, porque al ambiar la maa, ambia la normal 3. Qué uede on la fuerza de friión etátia uando e ambia el ángulo de inlinaión? 4. Qué uede on la fuerza normal uando e ambia el ángulo de inlinaión? 65

6 Laboratorio de Meánia. Experimento Diga i on fala (F) o verdadera (V) la iguiente aeveraione: El oefiiente de friión etátia e da entre do materiale en ontato. Cada material tiene u oefiiente de friión etátia. La fuerza de friión etátia no depende del oefiiente de friión etátia. El oefiiente de friión etátia no puede er mayor que 1. 66