Coeficientes De Fricción

I. OBJETIVO
En esta práctica obtendremos el valor del coeficiente de fricción en diferentes superficies. Así como entender un poco más este tipo de fuerzas llamadas de fricción.
II. INTRODUCCION
En esta práctica introduciremos un tipo de fuerza llamada “fuerza de fricción”.
Esto se puede ver fácilmente, por ejemplo, supongamos que un bloque de masa m se mueve con una velocidad v0 en unamesa horizontal. Esto significa que, mientras se desplaza, experimenta una aceleración promedio apro que está dirigida en la dirección contraria a su movimiento. En este caso señalamos que la mesa ejerce una fuerza de fricción, cuyo valor promedio es mapro sobre el bloque deslizante. En general por fricción entendemos una interacción de contacto entre sólidos.
En realidad siempre que la superficiede un cuerpo se desliza sobre la otra, ejerce una fuerza de fricción entre sí. Esta tiene una dirección contraria a su movimiento en relación con el otro cuerpo. Las fuerzas de fricción se oponen automáticamente a este movimiento relativo y nunca lo favorecen.

Con todo esto se da el nombre de fricción estática, a las fuerzas de fricción que actúan unas sobre otras entre las superficies dereposo. La fuerza máxima de fricción estática será la misma que la fuerza más pequeña necesaria para iniciar el movimiento. Una vez iniciado, las fuerzas de fricción que operan entre las superficies suelen disminuir, de modo que se necesita una fuerza más pequeña para mantener el movimiento uniforme. A las fuerzas que actúan entre superficies en el movimiento relativo, se les conoce como fuerzas defricción cinética.
La relación de la magnitud de la fuerza máxima de la fricción estática a la magnitud de la fuerza normal, se conoce como coeficiente de fricción estática de las superficies en cuestión. Si fs representa la magnitud de la fuerza de la fricción estática, podemos escribir
fs ≤ μsN
Donde μs es el coeficiente de la fricción estática, N es la magnitud de la fuerza normal.
Larelación de la magnitud de la fuerza de fricción cinética la fuerza normal, se llama coeficiente de fricción cinético. Si fk representa la fuerza de fricción cinética, entonces:
fk = μkN
Donde μk es el coeficiente de fricción cinética. Tanto μs como μk son constantes adimensionales pues son la relación de dos fuerzas. En general, en un par de superficies μs > μk. Estos valores dependen de lanaturaleza de las dos superficies en contacto.
Todo esto se puede apreciar de una forma más clara si tomamos en cuenta un objeto en un plano inclinado en reposo. Así como en la figura.

Podemos apreciar que la suma de fuerzas es igual a 0, esto es:
N+f+mg=0
Además podemos obtener una relación muy importante del coeficiente de fricción. Esto lo obtenemos, realizando la sumatoria de fuerzas en losdos ejes.
∑Fx=N-mgcosθ=0
∑Fy=f-mgsenθ=0
De aquí obtenemos
N=mgcosθ
μsN= mgsenθ
μs= tanθ

III. DESARROLLO EXPERIMENTAL
Experimento 1. Coeficiente de fricción estática
Material a utilizar
* Plano de aluminio y madera
* Bloque de madera, aluminio y cobre
Descripción del experimento
* Determinar el μs midiendo el Angulo de inclinación del plano en el momento en el que elbloque empieza a moverse.
* Realizarlo para cada uno de los materiales, es decir hacer 5 tablas con todas las combinaciones.
* Obtener el promedio de μs de acuerdo a los datos obtenidos.
Análisis de datos
Tabla 1. Aluminio – madera
No. | θ[°] | μs |
1 | 21 | 0.3838 |
2 | 20 | 0.3639 |
3 | 22 | 0.404 |
4 | 21 | 0.3838 |
5 | 19 | 0.3443 |

Se obtuvo el coeficiente de fricciónestática con la siguiente igualdad. μs= tanθ. Luego obtenemos el promedio de coeficiente de fricción estática.
μspro = 0.37596
Tabla 2. Aluminio-aluminio
No. | θ[°] | μs |
1 | 17 | 0.3857 |
2 | 19 | 0.3443 |
3 | 18 | 0.3249 |
4 | 20 | 0.3639 |
5 | 21 | 0.3838 |

μspro= 0.3605

Tabla 3. Madera – madera
No. | θ[°] | μs |
1 | 23 | 0.4244 |
2 | 23 | 0.4244 |
3 | 19 | 0.3443 |...