PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADORESCUELA DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

GUÍAS DE LABORATORIO DE FÍSICADIRIGIDO A LA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVILASIGNATURA: FÍSICA II

PRÁCTICA N°: 11

TEMA: ESTABLECER LOS COEFICIENTES DE ROZAMIENTO ESTÁTICO Y DINÁMICO EN EL PLANO HORIZONTAL

NOMBRE DEL ALUMNO: ___Bryan Ortiz_____________CURSO Y PARALELO: __1nivel 1P__________________

1. OBJETIVOS

1.1. Determinar los coeficientes de rozamiento estático entre las superficies de contacto de los cuerpos de prueba que tienden a movimiento relativo en el plano horizontal.

1.2. Determinar los coeficientes de rozamiento dinámico entre las superficies de contacto de los cuerpos de prueba en el plano horizontal.

2. MATERIAL NECESARIO

Cuerpo de prueba 1: bloque prismático de madera forrado de diferentes materiales (madera lisa, madera rugosa, formica lisa, formica rugosa).

Cuerpo de prueba 2: pista de rozamiento (placa barnizada). Dinamómetro de A=0,01N Balanza.

3. FUNDAMENTO CONCEPTUAL

La mayoría de las superficies, aun las que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a escala microscópica. Cuando un bloque de masa m está en reposo sobre una superficie horizontal, las únicas fuerzas que actúan sobre él son el peso (m*g) y la fuerza normal (N). De las condiciones de equilibrio se obtiene que la fuerza normal N es igual al peso m*g.

∑ Fy=0

N−mg=0

N=mg

Cuando aplicamos una fuerza F paralela al plano, se genera entre la superficie de contacto del cuerpo y el plano una fuerza fr de rozamiento, a medida que se incrementa F esta fuerza también se incrementa, llegando a un valor máximo cuando el cuerpo está a punto de moverse, siendo llamada en este caso fuerza de rozamiento estático (fre), cuando el cuerpo está en movimiento se denomina fuerza de rozamiento cinético (frc).

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fr F

mg

N

Se puede establecer que la fuerza de rozamiento fr depende directamente de la normal N.

fr α N

fr=μN

Donde la constante de proporcionalidad μ(miu), sin dimensiones, representa el coeficiente de rozamiento, cuando el cuerpo está todavía en reposo, se denomina coeficiente de rozamiento estático ( μe ) y cuando el cuerpo está en movimiento se

denomina coeficiente de rozamiento cinético ( μc )

Podemos investigar la dependencia de frc (fuerza de rozamiento por deslizamiento) con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con la que arrastramos el bloque se duplica y por tanto, frc se duplica. (Investigue la veracidad de esta afirmación)

4. PROCEDIMIENTOParte 1 ( μe )4.1. Disponemos de un sistema como el indicado en la figura:

4.2. Medimos la masa con la balanza y calculamos el peso del bloque. Registramos el dato en la tabla I

4.3. Colocamos el bloque sobre la mesa, según la indicación de la tabla I, unido mediante una cuerda al dinamómetro, ubicado paralelo a la mesa y aumentamos progresivamente la fuerza activa hasta lograr que el movimiento del sistema sea inminente (el coeficiente de rozamiento estático se calcula cuando el movimiento es inminente o el bloque está a punto de deslizar, no antes). Registramos los valores en la tabla I.

4.4 Repetimos el proceso 4.3 por cada estudiante.

4.5 Para determinar el valor del coeficiente estático de rozamiento calcularemos con el promedio de las fuerzas

Parte 2 ( μc )

4.6. Colocamos el bloque sobre la mesa, según la indicación de la tabla II, unido mediante una cuerda al dinamómetro, ubicado paralelo a la mesa y aumentamos progresivamente la fuerza activa hasta lograr que el movimiento del sistema sea rectilíneo uniforme (el coeficiente de rozamiento cinético se calcula cuando el bloque está en movimiento uniforme). Registramos los valores en la tabla II.

4.7. Repetimos el proceso 4.3 por cada estudiante.

4.8. Para determinar el valor del coeficiente cinético de rozamiento calcularemos con el promedio de las fuerzas.

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5. CÁLCULOS

TABLA I. Coeficiente de Rozamiento EstáticoMasa del cuerpo=__0,216_____kg

Cuerpos de Prueba N=m.g F F F F F Fm μe= Fm. g

Madera rugosa y madera barnizada 2,11N 2N 2,1N 1,8N 2N 1,9N 1,96N 0,92

Madera lisa y madera barnizada 2,11N 1,3N 1,5N 1,4N 1,5N 1,5N 1,44N 0,68

Formica lisa y madera barnizada 2,11N 1,4N 1,5N 1,4N 1,6N 1,4N 1,46N 0,69

Formica rugosa y madera barnizada 2,11N 0,9N 1,1N 1 N 1,1N 1N 1,02N 0,48

TABLA II. Coeficiente de Rozamiento Cinético.Masa del cuerpo=___0,216_____kg

Cuerpos de Prueba N=m.g F F F F F Fm μc= Fm. g

Madera rugosa y madera barnizada 2,11N 1N 0,9N 1,1N 1,1N 1N 1,02N 0,48

Madera lisa y madera barnizada 2,11N 1N 1,1N 1N 1,1N 1,1N 1,06N 0,50

Formica lisa y madera barnizada 2,11N 0,9N 1N 1N 1N 1N 0,98N 0,46

Formica rugosa y madera barnizada 2,11N 0,7N 0,8N 0,9N 0,8N 0,9N 0,82N 0,38

6. RESPONDA

6.1. Compare la fuerza promedio de rozamiento cinético con la fuerza promedio máxima de rozamiento estático en cada caso. Concluya

Al observar los resultados obtenidos nos damos cuenta que el tipo de material influye en la fuerza aplicada, es decir si el bloque es de un material liso se va a necesitar menos fuerza para su movimiento.

6.2. Compare los valores obtenidos de los coeficientes de rozamiento tanto Estático como cinético en cada caso. Concluya

Observando los resultados se puede concluir que el coeficiente de rozamiento estático es mayor al cinético.

6.3. ¿Señale dos formas para minimizar la fuerza de rozamiento?Para disminuir la fricción se tiene que utilizar algo que reduzca el contacto entre las superficies, separándolas un poquito por, por ejemplo los lubricantes o magnéticamente.

6.4. Aplicación: Hay 2 tipos de llantas A y B al mismo precio. Cuyas características se muestran en la tabla. Si usted vive en una zona con niveles altos de precipitación pluvial. ¿Cuál preferiría y por qué?

TIPO Fricción en pavimento seco

Fricción en pavimento mojado

A 0,90 0,15B 0,88 0,45

La que tiene mayor fricción en pavimento mojado, porque a si tendría menos probabilidades de accidentes cuando llueve.

7.7. a CONCLUSIONES Pudimos además comprobar que el coeficiente de rozamiento estático es

más alto que el coeficiente de rozamiento dinámico. Según los resultados obtenidos podemos comprobar que la fuerza de

rozamiento depende del peso, es decir, de la masa del cuerpo. La fuerza de fricción no se la puede evitar, pero si se la puede disminuir.

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8. b RECOMENDACIONES- Ser lo más precisos al tomar los datos.- Se debe realizar la práctica tomando en cuenta todos los fundamentos

teóricos, para que no se nos complique el desarrollo de la práctica.- Si Tomamos algún dato mal debemos repetir para que alfinal del

experimento no cometamos algún error

9. BIBLIOGRAFIA Y DIRECCIONES WEB

-http://es.slideshare.net/Yeseenya/friccin-cintica-y-esttica-12634381- http://es.scribd.com/doc/22590266/Coeficientes-de-friccion-Cinetica-y-Estatica#scribd-Física de vallejo Zambrano edición 10 año 2010-física para ingeniero Beer Johnston dinámica edición 10

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