Dinámica y fuerza de rozamiento

TRABAJO DE LABORATORIO:
“DINÁMICA – FUERZA DE ROZAMIENTO”

Resumen
En este laboratorio, en base a experiencias con planos inclinados, buscamos los coeficientes de rozamientos: estático y dinámico. En dichas experiencias utilizamos una rampa pulida, cronómetros, cuerpos de masas conocidas con diferentes superficies de contactos. Con los resultados obtenidos de las experiencias comparamoslos coeficientes de rozamiento, cuando trabajamos con objetos de distintas masas, con distintas superficies, variando la altura del plano inclinado. También calculamos las aceleraciones dinámicas y cinemáticas del sistema, y comparamos las diferencias que entre ellas aparecieron.


Introducción
La fricción es un fenómeno complejo, que surge de la interacción entre dos superficies. Cuando lasuperficie de un cuerpo se desliza sobre la de otro, ambos ejercen una fuerza de fricción entre ellos, esta fuerza puede clasificarse en fuerza de fricción estática , que es la que actúa entre superficies en reposo, una respecto de la otra, y fuerza de fricción cinética , que es la fuerza que actúa entre superficies en movimiento relativo.
La fuerza de rozamiento estática máxima , es la menorfuerza necesaria para iniciar el movimiento.
Así, en general, la fuerza de fricción depende del coeficiente de fricción y de la fuerza normal N.
El coeficiente de fricción alcanza su valor máximo cuando las dos superficies están en reposo, inmediatamente antes de que se inicie el movimiento. En cuanto empieza el deslizamiento, es ligeramente menor. Para diferenciarlos uno del otro, se losconsidera de la siguiente manera: , que es el coeficiente de fricción estático, es decir, cuando los cuerpos se encuentran en reposo, uno respecto del otro, y , que es el coeficiente de fricción dinámico, es decir, cuando los cuerpos resbalan entre sí.


Objetivos
Se detallan a continuación los objetivos de cada una de las experiencias realizadas. Los mismos fueron:

Experiencia A1:Determinación de μs
 Determinar el coeficiente de rozamiento estático (μs).

Experiencia A2: Determinación de μk
 Determinar los coeficientes de rozamiento dinámico (μκ).

Experiencia B: Comparación entre Valores Experimentales y Teóricos
 Comparar un valor de aceleración obtenido mediante cinemática, con el valor obtenido por análisis dinámico.

Materiales
Los materiales empleados en larealización de las experiencias fueron:

Experiencia A 1:
 Rampa horizontal de superficie pulida con elementos para generar un plano inclinado.
 Bloques de madera de masa conocida.

Experiencia A 2:
 Idénticos al anterior

Experiencia B:
 Idénticos al anterior.
 Cronómetro.

Metodología
Para realizar las experiencias seguimos las siguientes metodologías:

Experiencia A 1:Elevamos lentamente la rampa con el bloque de madera sobre ésta, sin que sufra golpes ni movimientos bruscos que podían generar fuerzas que venzan la fricción estática. Continuamos elevando la rampa hasta que actuó la componente del peso y el bloque comenzó a deslizarse.
En ese momento hallamos, por trigonometría, el valor de tgα midiendo la altura respecto al suelo del extremo de la rampadividida por su proyección sobre el suelo (Fig. 2)

Repetimos el experimento 3 veces y promediamos lo obtenido.
Aplicamos la ecuación deducida.
Repetimos el estudio realizado colocando los bloques de modo que el área de contacto con la plataforma horizontal sea menos que la utilizada anteriormente.

Experiencia A 2:
Elevamos la rampa en pequeños incrementos de altura, y en cada nuevaelevación empujamos suavemente el bloque, de manera tal de vencer la fuerza de rozamiento estático y que el bloque se mueva. Cuando se observamos que luego del impulso el bloque se siguió moviendo y descendió hasta el final de la rampa con velocidad aproximadamente constante, encontramos el ángulo β.
Repetimos el estudio realizado colocando los bloques de modo que el área de contacto con la plataforma...