levantamiento topografico de un terreno con wincha y jalon

FUERZAS DE FRICCIÓN

I. OBJETIVOS:

• Estudiar las características de los coeficientes de rozamiento dinámico y estático de diferentes materiales.
• Calcular el coeficiente de fricción estático y cinético para deslizamiento en superficies arbitrarias (caso de la madera)
• Verificar la relación entre el coeficiente de fricción y la fuerza de rozamiento
• Realizar cálculos cinemáticosbasándose en consideraciones dinámicas y mecánicas para los materiales y accesorios empleados.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Cada vez que empujamos o jalamos un cuerpo que descansa 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 siquieraadquiere 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 de fricción o de rozamiento. La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende de muchos factores tales como la condición y naturaleza de las superficies, la velocidad relativa, etc. Se verifica experimentalmente que la fuerzade fricción f, tiene una magnitud proporcional a la fuerza normal N de presión de un cuerpo sobre otro. La constante de proporcionalidad es llamada coeficiente de fricción y lo designamos con la letra griega \i. la relación queda como:
F= -µN…………………… (1)

El signo negativo se justifica debido a que esta fuerza se opone al movimiento de acuerdo a la figura (1). Si la fuerza F es la fuerzaaplicada, lo que mueve al móvil hacia la derecha será la fuerza resultante R dada por la ecuación (2):

R= F - µN…………………… (2)


Figura (1): Fuerza resultante R actuando sobre el bloque Ahora, dado la relación entre la fuerza y la aceleración del móvil podemos reescribir la ecuación (3) como:

ma = F- µN...........(3)

Donde: m, masa del móvil

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

Diferenciando la fuerza de fricción estática y la, fuerza 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 de fricción estática máxima, el objeto empieza a moverse y pasamos al régimen de la fricción cinética. La fricción estática máxima está dada por:

Fmax = µsN……... (4)
Donde: µs coeficiente de fricción estático

Y la fricción cinética:

FK = µKN……… (5)
Donde: µK , es coeficiente de fricción cinética

La relación entre la fuerza Fque se aplica y la fuerza de fricción / puede representarse mediante la siguiente figura(2):




Figura (2): Relación entre la fuerza aplicada F y la fuerza de fricción

f. En general:µK µs

Tabla (1): Coeficientes de Fricción.

Superficie Coeficiente de Fricción estático µs Coeficiente de fricción cinético µK
Madera sobre madera 0.4 0.2
Hielo sobre hielo 0.1 0.03
Metal sobremetal (lubricado) 0.15 0.07
Articulaciones en humanos 0.01 0.01
Corcho sobre aluminio seco 0.4 0.3
Plástico sobre aluminio seco 0.2 0.1

III. EQUIPOS Y MATERIALES.´

• Computadora Personal
• Software Data Studio instalado
• Interface ScienceWorkshop 750
• Sensor de Movimiento (CI-6742) con una masa de 0,339 Kg
• Sensor de Fuerza (CI-6537)
• Cajón de fricción (material Madera) tieneuna masa de 297,5 g
• Una masa accesoria de 0.25kg
• Conjunto de pesas (diferentes magnitudes)
• Carril, tope y polea más 1.60m de hilo negro
• Balanza analógica.

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

Procedimiento para configuración de equipos y accesorios.

a. Verificar la conexión e instalación de la interface
b. Ingresar al software Data Studio y seleccionar la actividad Crear...