The ramp phet lab
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Horizontal plane
Inclined plane
MATERIA: FISICA I GRUPO:PROFESOR: PRÁCTICA NO. 3NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA:MATRICULA: CALIFICACIÓN:
La Rampa (y fricción) Simulacion PhET
Introducción
Cuando se arrastra un objeto a través de una superficie horizontal, la fuerza de
rozamiento que debe ser superada depende de la fuerza normal F f=μFN y como
la fuerza normal está dada por FN=W . Cuando la superficie se convierte en un
plano inclinado, hay cambios de fuerza normal y también hay cambio en la fuerza de fricción. En esta
práctica, vas a cambiar el ángulo de un plano inclinado y observar cómo se resuelve el peso en sus
componentes (FN y F) utilizando las funciones básicas de trigonometría.
Procedimiento: Play with the Sims Motion The Ramp
Asegúrese de estar en la parte de la simulación. Más características se utilizarán más tarde,
cuando se investiga la energía. Empieza por jugar con el gabinete un poco. Que se diviertan, de verdad
... ahora ... de vuelta al trabajo.
Mueva el armario hacia arriba y abajo de la rampa arrastrándolo con el puntero del ratón.
Mueva la rampa hasta un ángulo de cero (horizontal) y dibujar un diagrama de cuerpo libre de la caja
aquí:
1. En un plano horizontal, la fuerza normal es ________ al peso
2. El gabinete tiene una masa de 100 kg. Por lo tanto, tiene una fuerza normal de
_________ N y la fuerza de fricción (sobre el plano horizontal) de __________
μ = 0.30
la rampa y dibujar un diagrama de cuerpo libre de la caja en el cuadro
aquí:
3. La fuerza hacia abajo del plano y la fuerza normal son componentes de ____________.
4. Antes de añadir una fuerza aplicada en la rampa, hay una fuerza de ____________ que actúa contra la
fuerza hacia abajo del plano (Fuerza paralelo).
5. Cuando aplicamos una fuerza para conseguir el movimiento del gabinete, actúa la fuerza de fricción
en la ____________ dirección que el movimiento del gabinete.
6. Poco a poco aumentar el ángulo (0,1 grados a la vez) de la rampa hasta que el gabinete comienza a
moverse por su cuenta. ¿A qué ángulo es esto? ____________ = θ
7. En este punto, la fuerza hacia abajo del plano es ____________ que la fuerza de fricción
8. Dado que la rampa se encuentra ahora en un ángulo, la fuerza normal es _________ que el peso.
9. Al aumentar el ángulo, la fuerza normal es igual a ______________N. (AYUDA: ¿Qué función trigonométrica?)
10. Utilizando la fórmula de fricción anterior, la fuerza de fricción es __________ N.
11. Si el plano del gabinete era sin fricción, qué ángulo se necesitaría para el mover el
gabinete? _____________ ¿Por qué? _________________________________
Calcular primero, y luego pruebe cada objeto de la tabla de abajo con la simulación en un plano horizontal
Objeto Masa Peso Fuerza Normal
μ Coeficiente de fricción Fuerza de fricción a Superar
Perro 0.10Caja 0.70Piano 0.40Refrigerador 0.50
Conclusión y Cálculos: CALIFICACIÓN (½ punto cada uno)
Regresar al gabinete ( ). μ = 0.30
Completa la tabla de abajo. Puedes checar tus respuestas en la simulación.
Fuerza Aplicada es la fuerza requerida (por usted, por ejemplo) para mover el gabinete a una velocidad
constante en cualquier dirección o evitar la aceleración (si aplica).
Recordemos... velocidad constante = _______ fuerza neta.
También tenga en cuenta: la fuerza aplicada puede cambiar de dirección si el ángulo aumenta!
Angulo, θ Masa Peso g = 9.8m/s2 Fuerza Normal, FNFuerza paralela
F//Fuerza de fricción Ff
Fuerza Aplicada Fa
0.00o 100. kg 0.00 N 1.
10.0o 100. kg 2.
20.0o 100. kg 3.
30.0o 100. kg 4.
40.0o 100. kg 5.
50.0o 100. kg 6.
60.0o 100. kg 7.
70.0o 100. kg 8.
80.0o 100. kg 9.
90.0o 100. kg 0.00 N 10.
Conclusiones a las preguntas:
1. Sobre un plano horizontal, la ____________ fuerza es igual a la ____________.
2. Si el ángulo de la rampa se incrementa, la fuerza normal incrementa /
decrementa / se mantiene constate y la fricción incrementa / decrementa / se
mantiene constate
3. Si el ángulo de la rampa se incrementa, la fuerza paralela incrementa /
decrementa / se mantiene constate
4. El ángulo en el que la fuerza hacia abajo del plano era igual a la fuerza de fricción (para el
gabinete) es _______________________.
5. Considere un fuerza de fricción muy baja (cero), 5.0 kg de una patineta en una rampa en un ángulo
de 15° con respecto a la horizontal. ¿Cuál sería la fuerza neta que podría causar la aceleración
cuando se permite que el objeto se mueva? ____________________N.
6. ¿Cuál sería la aceleración de la patineta hacia debajo del plano? _____________ m/s2
7. Ahora considere la misma no fricción 5.0 kg de un objeto sobre los mismos 15° de la rampa. Si un
adolecente de 45 Kg brinca sobre ella, cuál sería su aceleración hacia debajo de la rampa?
___________ m/s2
8. Imagínese que usted está empujando un carro de 15 kg lleno de 25 kg de agua embotellada por una
rampa inclinada a 10°.
9. Si el coeficiente de fricción es de 0.02, cual es la fuerza de fricción que debe superar para empujar
el carrito por la rampa? _____________ N
10. Al darse cuenta de que también hay una fuerza paralela (como un componente de peso) que
TAMBIÉN debe superar, ¿cuál es la fuerza TOTAL que debe aplicarse para empujar el carrito por
la rampa a una velocidad constante? _____________ N