GUIAS ÚNICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA I TRABAJO Y ENERGIA COEFICIENTE DE FRICCIÒN SANTIAGO DE CALI UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI DEPARTAMENTO DE LABORATORIOS
COEFICIENTE DE FRICCIÓN 1. OBJETIVO Estudio del coeficiente de fricción estática y dinámica. 1.1 Objetivos específicos Medir el coeficiente de fricción estático entre dos bloques de madera. Medir el coeficiente de fricción dinámico entre dos bloques de madera. Análisis de cómo afecta la fricción en el movimiento sobre el plano inclinado. 2. SISTEMA EXPERIMENTAL 2.1 Materiales requeridos. Un plano inclinado de madera Un taco de madera Escuadra de 45 Una polea. Un portapesas con sus respectivas pesas Nivelador Dulceabrigo 2.2 Montaje Experimental La figura 1 ilustra el montaje experimental de la primera parte a ser usado en la presente práctica, que corresponde al coeficiente de fricción estático. Figura 1. Sistema Experimental En la Figura 2 se muestra el montaje experimental de la segunda parte que corresponde al coeficiente de fricción dinámico, la dirección de la fuerza de
fricción depende de si el movimiento es de ascenso o descenso por la rampa, dibuje la en cada caso. Figura 2. Segundo montaje experimental 4. CONSIDERACIONES TEORICOS 4.1 Coeficiente de fricción estático. Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 1 se tiene que, y por lo tanto el coeficiente de fricción estático queda, siendo q el ángulo mínimo para que el bloque se ponga en movimiento con respecto al plano. 4.2 Coeficiente de fricción dinámico: Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 2, cuando m1 se mueve hacia arriba del plano inclinado con velocidad constante, se tiene que siendo m 2 la masa mínima necesaria para que el cuerpo se mueva hacia arriba con velocidad constante. Cuando el m 2 se mueve hacia abajo del plano con velocidad constante, se tiene que siendo m 2 la masa necesaria para que el cuerpo se mueva hacia abajo con velocidad constante. De (4.3) y (4.4) se obtiene que el coeficiente de fricción dinámico m queda, d
Igualando F f en las ecuaciones (4.3) y (4.4), se obtiene la siguiente relación, Combinando las ecuaciones (4.5) y (4.6) y si el ángulo a=45, queda que 5- PROCEDIMIENTO NOTA: Es importante tener muy limpias siempre las dos superficies en contacto. La mesa debe estar totalmente nivelada Movimiento Estático Haga el montaje de la Figura 1, coloque el plano bajo un ángulo pequeño en cualquier punto del plano coloque el cuerpo. Haga variar el ángulo hasta conseguir que el cuerpo inicie el movimiento. En estas condiciones halle el valor del ángulo. Repita el experimento (para el mismo cuerpo) al menos 5 veces. Llene la tabla 1. Encuentre el promedio del ángulo. Haga variar la masa del cuerpo que resbala (colocando pesas sobre él) y repita el procedimiento Movimiento Dinámico Pese y anote la masa m 1. Realice el montaje de la Figura 2, la inclinación debe ser de 45º. Coloque masa m 2 (para cada masa proporcione una pequeña sacudida) hasta que el bloque se mueva con velocidad constante hacia arriba, anote este valor. Modifique la masa m 2 hasta que el bloque se mueva hacia abajo con velocidad constante, anote este valor como m 2. Tabla 2.
6. ANALISIS DE DATOS Y RESULTADOS 7. PREGUNTAS 7.1 Por qué el coeficiente de fricción estático no permanece constante cuando se realizan varias mediciones con cada cuerpo?. 7.2 Qué efecto tiene el área de la superficie y el peso del cuerpo en el coeficiente de fricción estático?. En el de fricción dinámico?. 7.3 Con las mediciones que se usaron en la medida del coeficiente de fricción estático para encontrar el ángulo q determine el límite máximo de error y el error relativo en el coeficiente de fricción estático. 7.4 Qué efecto tendrá la polea en la precisión del coeficiente de fricción dinámico?
ANÁLISIS. Laboratorio de Coeficiente de fricción Fecha: Profesor: Nombre y código de los integrantes del grupo: Qué concluye?: Calcule el valor del coeficiente de fricción estático (explique su resultado):
Compruebe la relación (4,6), que error obtiene?.