determinar Coeficientes de rozamiento

ufeff Semana 9

LABORATORIO No. 4
COEFICIENTES DE ROZAMIENTO

A- OBJETIVO GENERAL:

Que el estudiante:

Determine mediante un caso específico los coeficientes de rozamiento estático y cinético entre dos superficies en contacto.

B- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Que el estudiante:

a) Utilice un diagrama de cuerpo libre para identificar las fuerzas actuando sobre un cuerpo encondición de movimiento inminente.

b) Determine las fuerzas que actúan sobre el referido cuerpo al iniciarse el movimiento.

c) Exprese todas las medidas y cálculos utilizando el criterio de cifras significativas.

C- INTRODUCCIÓN TEÓRICA.

El coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción cuantifica la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto.Es una cantidad física adimensional, que usualmente se representa con la letra griega (mu).

El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales en contacto; no es una propiedad intrinseca de un material. Depende además de muchos factores como la temperatura, el acabado de las superficies, la rapidez relativa entre las superficies, la humedad ambiente, etc. Lanaturaleza de este tipo de fuerza está ligada a las interacciones microscópicas de las partículas de las dos superficies en contacto.

Rozamiento estático y rozamiento cinético:

Las superficies, aún las que se consideran pulidas, experimentan fuerzas de fricción; las cuales tienen sentido contrario al movimiento relativo (real o inminente), la magnitud de esta fuerza depende del coeficiente derozamiento. Fuerza de fricción estática es la fuerza mínima necesaria para poner en movimiento a un cuerpo inicialmente en reposo sobre una superficie. Empíricamente se conoce la siguiente relación , donde es el coeficiente de fricción estático y es el valor de la fuerza normal.

Fuerza de rozamiento cinético es la fuerza necesaria para conservar el movimiento con velocidad constante de uncuerpo sobre una superficie. Empíricamente se tienen , donde , es el coeficiente de fricción cinético y es el valor de la fuerza normal.
TEMAS A REPASAR O INVESTIGAR:

Cinemática de traslación, primera, segunda y tercera Ley de Newton, diagrama de cuerpo libre, leyes del rozamiento seco.

D- MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

Plano inclinado ajustable
Bloque de madera
Cronómetro
BalanzaNivel
Plomada
Transportador



Fig. 1: Disposición de los elementos para el laboratorio



Figura 2: Diagrama de cuerpo libre del bloque, los vectores indican las fuerzas externas actuando sobre el bloque. Observe que el peso se ha descompuesto en sus componentes paralela y perpendicular al plano, según las coordenadas .

Tabla 1: Coeficientes promedio de rozamiento entre pares demateriales
Materiales en contacto


Materiales en contacto


Acero/acero aceitado
0.12
0.07
Hule/cemento (húmedo)
0.7
0.5
Acero/teflón
0.04
0.04
Hule/cemento (seco)
1.0
0.8
Acero/acero
0.7
0.6
Madera/madera
0.5
0.3

FUENTE: Baver, W., G.D., & Díaz, J.A. (2011), Física para Ingeniería y Ciencias, Mc Graw-Hill/Interamericana

E- PROCEDIMIENTO

I: DETERMINACIÓN DELCOEFICIENTE DE ROZAMIENTO ESTÁTICO

1) Mida la masa del bloque de madera que pondrá sobre la tabla.

2) Coloque el bloque de madera sobre uno de los extremos de la tabla.

3) Levante lentamente desde ese mismo extremo la tabla a fin de que tenga un ángulo de inclinación con la horizontal (ver figura 1).

4) Habrá un ángulo para el cual comienza a deslizar el bloque sobre la tabla, a undiferencial de ángulo menor se encuentra la condición de movimiento inminente. Repita El procedimiento de levantar lentamente el extremo donde se encuentre el bloque, para determinar con precisión el ángulo utilizando el transportador y la plomada. Repita el procedimiento dos veces más y anote los resultados en la tabla 2.

5) Con el ángulo promedio y utilizando el diagrama de cuerpo libre para...