informe fisica I



PRACTICA DE LABORATORIO Nº 03


FUERZAS DE FRICCIÓN


I. OBJETIVOS:

Calcular el coeficiente de fricción estático y cinético para deslizamiento en superficies arbitrarias.
Analizar las variables que e) movimiento dinámico presenta.
Determinar el Error relativo porcentual cometido.


II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Cada vez que empujamos o jalamos un cuerpo quedescansa en una superficie perfectamente horizontal con una fuerza; se logra impartir una cierta velocidad, este se detiene poco tiempo después de retirar la fuerza. Además hay ocasiones en que al empujar el objeto este ni siquiera adquiere una velocidad y se mantiene en reposo. Esto se debe a que existe una fuerza que se opone a que este continuara deslizándose. Esta fuerza se conoce como la fuerza defricción o de rozamiento. La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende dé mucho* factores tales como la condición y naturaleza de las superficies, la velocidad relativa, etc. Se verifica experimentalmente que la fuerza de fricción f, tiene una magnitud proporcional a la fuerza normal N de presión de un cuerpo sobre otro. La constante de proporcionalidad es Hamada coeficiente defricción y lo designamos con la letra griega fi, la relación queda como;

F=-Un………… (1)

El signo negativo se justifica debido a que esta fuerza se opone al movimiento de acuerdo a la figura (l). Si el movimiento fuera hacia la derecha, lo que mueve al móvil será la fuerza resultante R dada por la ecuación (


R=mgsen-Un……. (2)

TRATAMIENTO EXPERIMENTAL:

Cuando se aplica una fuerza a un objetoque descansa sobre una superficie, que no se mueva hasta que la fuerza que se le aplica es mayor que la fuerza máxima debido a la fricción estática. El coeficiente de fricción estática (us) es simplemente la relación entre la fuerza de fricción estática máxima (Fs) y la fuerza normal (FN):

Us=Fs/FN……………… (3)

Para mantener el objeto' en movimiento a una velocidad constante, una fuerza sedebe aplicar al objeto igual a la fuerza de fricción cinética, Por lo tanto, el coeficiente de fricción cinética (Uk) es la relación entre Ia fuerza de fricción cinética (FK) y ka fuerza normal (Fn):

Uk=Fk/Fn……….. (4)

Ahora, si el gráfico o el sistema tiene una configuración inclinada, donde la masa 1 unida al sensor de fuerza está
Ubicada encima del carril tiene un movimiento ascendente,tal como se muestra en la figura (2):


Figura (2): Configuración experimental contendiente.
Las ecuaciones que rigieran el movimiento serán:

∑ F=ma...(5)


Dónde: m, masa del móvil

a. aceleración del móvil debida a la acción de la fuerza F.
N, es el producto de la masa del móvil y la aceleración gravitacional.

Para lo que debieran encontrarse las ecuaciones que permitan determinarlos coeficientes de rozamiento estático y cinético.

Diferenciando Ia fuerza de fricción estática y la, faena de fricción cinética, es que la primera evita que comience el deslizamiento y la Segunda, se opone a la continuación del deslizamiento una vez comenzado
El objeto se mantiene en reposo cuando se aplica la fricción estática; sin embargo si la fuerza aplicada es mayor que la fuerza defricción estática máxima, el objeto empieza a moverse y pasamos al régimen de la fricción cinética. La fricción estática máxima está dada por:

fmax =UsN …………………(6)

Dónde:us, coeficiente de fricción estático.Y la fricción cinética:

Fk=UkN…………. (7)

Donde Uk es coeficiente de fricción cinética.


Cuadro (1): Coeficientes de Fricción.


Superficie
Coeficiente de Fricción estático UsCoeficiente de fricción cinético Uk
Madera sobre madera
0.4
0.2
Hielo sobre hielo
0.1
0.03
Metal sobre metal (lubricado)
0.15
0.07
Articulaciones en humanos
0.01
0.01
Corcho sobre aluminio seco
0.4
0.1



III. EQUIPOS Y MATERIALES.


Computadora Personal
Software Data Studio instalada
Interface Scienceworkshop 750
Sensor de Movimiento (CI-6742)
Sensor de Fuerza...