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Laboratorio de Mecánica. Experimento 10 Versión para el alumno

Fuerza de fricción estática Objetivo general
Estudiar la fuerza de fricción estática.

Objetivos específicos
Determinar loscoeficientes de fricción entre diferentes parejas de materiales.

Teoría
La fuerza de fricción entre dos cuerpos aparece aún sin que exista movimiento relativo entre ellos. Cuando así sucede actúa lafuerza de fricción estática, que usualmente se denota como f s y su magnitud puede tomar valores entre cero y un máximo, el cual está dado por f s max = µ s N (1) donde µ s es el coeficiente de fricciónestático y N es la fuerza normal. En el caso particular, de un objeto en reposo sobre un plano inclinado, como se ilustra en la figura 1. De acuerdo al diagrama de fuerzas, sobre este cuerpo actúantres fuerzas: La normal N , el peso W y la fuerza de fricción estática f s .

Figura 1

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Dado que el objeto está en reposo, apartir del diagrama de fuerzas se encuentran las ecuaciones:

∑F
∑F

x

= mgsenθ − f s = 0
= N − mg cosθ = 0

(2)

y

(3)

Si se aumenta el ángulo de inclinación gradualmente, hastaque el valor θ c ángulo al cual el objeto está a punto de iniciar su movimiento, la fuerza de fricción estática alcanza su valor máximo dado por la ecuación (1). Despejando la fricción y la normal, setiene: f s max = mgsenθ c N = mg cos θ c y sustituyendo en la ecuación (1) se obtiene:

µ s = tan θ c

(4)

Esta ecuación, permite determinar el coeficiente de fricción estática entre dosmateriales en contacto.

Equipo y materiales
1. 2. 3. 4. 5. Plano de inclinación variable Placa de aluminio Un bloque de madera de masa variable y de caras con diferentes áreas Dos “pesas” de 100g demasa Trozos de diferentes materiales

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Figura 2

Procedimiento
ATENCIÓN: Antes de iniciar las mediciones, es necesario...
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