INFORME PRÁCTICANUMERO DOS MEDIDA DEL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO DE DOS SUPERFICIES

Transcripción

1 INFORME PRÁCTICANUMERO DOS MEDIDA DEL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO DE DOS SUPERFICIES GRUPO: Nº 7 INTEGRANTES: MAGALY GÓMEZ CHÁVEZ MARÍA DEL ROSARIO BARRETO SALINAS MECANICA UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS VILLAVICENCIO, JUEVES 17 DE MAYO DE 2012

2 INTRODUCCIÓN Objetivos Medir los coeficientes de fricción entre dos superficies deslizantes y rugosas a lo largo de un plano en línea recta y un plano inclinado. Objetivos específicos - Encontrar el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción dinámico experimentalmente para tres superficies diferentes. - Comparar los resultados obtenidos mediante el método experimental y el método teórico para el coeficiente de fricción dinámico para tres superficies diferentes. 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, 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. La fricción se define como fuerza de fricción (F), es negativa y se opone al movimiento trasnacional 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. La fuerza de fricción se calcula de la siguiente ecuación: F = μ N (1) Donde µ s es el coeficiente de fricción estático y N es la fuerza normal. TIPOS DE FUERZA DE FRICCIÓN: Fuerza de fricción estática (Fe): La fuerza de fricción estática (Fe) 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 (Fc) 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. F = μ N F= fuerza de fricción μ = coeficiente de fricción N= fuerza normal

3 MATERIALES 1. Bloque de madera con superficies opuestas diferentes 2. Un dinamómetro 3. Masas con diferente peso 4. Una superficie de madera que se pueda inclinar y con la que se pueda medir en ángulos 5. Papel y lápiz Técnica operativa. Primera parte. 1. Determinamos el peso del bloque por medio del dinamómetro. 2. Ubicamos sobre la mesa el bloque de madera y lo enganchamos con el dinamómetro. 3. Comenzamos a halar suavemente el dinamómetro hasta que el bloque comenzó a moverse (Figura 1). Y repetimos el procedimiento colocando sobre el bloque masas diferentes. 4. Calculamos el valor de la fuerza de rozamiento por medio de la expresión Ḟ R lectura del dinamómetro. Y luego registramos los valores obtenidos. Registramos los datos en la siguiente tabla. MADERA- MADERA FUERZA DEL BLOQUE QUE SE DESLIZA (W) FUERZA DE ROZAMIENTO F R PROMEDIO

4 2,15 N 0,8; 0,81; 0,78; 0,76 0,79 2,30 N 0,9; 1; 0,8; 1,12 0,91 2,60 N 1,2; 1,2; 0,8; 1,08 1,07 3,10 N 1,3; 1,3; 1,38; 1,38 1,34 5. Realizamos la misma experiencia con el bloque de madera colocado sobre la cara forrada con lija y registramos los datos obtenidos en una nueva tabla. MADERA- LIJA FUERZA DEL BLOQUE QUE SE DESLIZA (W) FUERZA DE ROZAMIENTO F R PROMEDIO 2,15 N 1,4; 1,1; 1,O5; 1 1,14 2,30 N 1,24; 1,44; 1,24; 1,28 1,3 2,60 N 1,52; 1,64; 1,4; 1,48 1,51 3,10 N 1,7; 1,6; 1,6; 1,68 1,65 6. Colgamos el bloque y lo enganchamos de la parte lateral con el dinamómetro. 7. Comenzamos a halarlo horizontalmente de manera suave y registramos el valor que señala el dinamómetro. PESO DEL CUERPO FUERZA PARA EL MOVIMIENTO PROMEDIO 2,15 N 0,12; 0,16; 0,11; 0,1 0,123 Segunda parte. 1. Utilizamos el bloque de madera sobre el plano, y lo aumentamos el ángulo de inclinación hasta el instante justo en el que el bloque empiece a deslizarse. 2. Después de aumentar el ángulo de inclinación determinamos cuál fue el ángulo en donde el bloque se deslizo.

5 MADERA ÁNGULO NORMAL (N) FUERZA DE ROZAMIENTO F R MADERA 37 1,677 1,262 LIJA 50 1,349 1, Después de tener el ángulo en el cual el bloque se deslizo elaboramos el diagrama de cuerpo libre. Ubicamos el plano en esta imagen = cos = 0 = = Donde la sumatoria de las fuerzas en Y la normal es: = cos y la sumatoria de las fuerzas en X la fuerza de fricción es: = y reemplazamos F R por = y despejamos a = = 2,1 cos 37 = 1,68 este es la normal para el bloque madera-madera, entonces el coeficiente de rozamiento es: 2,1 (37 ) = = 0,752 1,68 = 2,1 cos(50 ) = 1,35 este es la normal para el bloque madera-lija, entonces el coeficiente de rozamiento es: 2,1 (50 ) = = 0,98 1,68

6 Análisis de resultados. 1. Representamos los resultados en cada tabla en una gráfica. Madera-lija Madera-madera 1,64 1,54 1,44 1,34 Promedio 3,18 2,98 2,78 2,58 2,38 Promedio 1,24 2,18 1,14 2 2,5 3 3,5 1,98 0,7 1,2 Grafica (2) madera-lija Grafica (1) de madera-madera a. Qué representa la pendiente de la recta obtenida en la gráfica? La pendiente bajo la grafica representa la relación existente entre la fuerza del dinamómetro y el peso o la normal lo cual da como resultado la aceleración que sufre el cuerpo al someterse a la fuerza del dinamómetro o la inclinación que se le da al bloque de madera. b. Cuándo es máximo el valor de la fuerza de rozamiento? El valor máximo en cualquiera de los casos se da justo antes de que el cuerpo comience a deslizarse porque es el momento en el que el dinamómetro marca más y la fuerza en una superficie plana es contrariamente proporcional a la que se le aplique y en una superficie inclinada es contrariamente proporcional a su ángulo de inclinación. 2. Variarían los resultados si sustituyera el plano horizontal por un plano inclinado? Justifique la respuesta. Los resultados si varían porque en un plano horizontal se describe un Movimiento Rectilíneo Uniforme, mientras que en el plano inclinado el cuerpo experimenta un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado y sufre una descomposición de su peso en los dos ejes y es atraído por la gravedad. 3. Determina el coeficiente de rozamiento en cada uno de los casos. CONCLUSIONES En este laboratorio experimentamos que el coeficiente de fricción esta dado por µ, donde este puede ser cinético o estático, y el coeficiente de rozamiento cinético de un cuerpo con la superficie de un plano inclinado, es igual a la tangente del ángulo con que el cuerpo se desliza sin aceleración, con velocidad constante. El coeficiente estático en un plano inclinado también depende de la tangente del ángulo.

7 Bibliografía. Resnick Halliday Física para Estudiantes de Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Edición ación del origen del rozamiento por contacto.