plano inclinado



Laboratorio de Física General

Práctica 4:
“plano inclinado”

Barrera Galván David
Pereyda Ramírez Oscar Antonio

Profesor: francisco nava cervantes

Grupo: 20v1

Fecha de entrega: 06-Mar-14

PRÁCTICA 4
PLANO INCLINADO
Objetivos:
Obtener experimentalmente la ecuación posición- tiempo (x= f (t)) para una esfera que rueda por un plano inclinado y que parte de una posicióndesconocida.
Con base en dicha ecuación determinar la posición inicial (So) de la esfera y su aceleración (a= f ´´ (t)).
Encontrar la fuerza de fricción ejercida por el plano sobre la esfera.
Introducción teórica:
El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventajade necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.
Para analizar las fuerzas existentes sobreun cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las mismas.
En primer lugar se debe considerar la existencia de una fuerza de gravedad, también conocida como peso, que es consecuencia de la masa(M) que posee el cuerpo apoyado en el plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con una dirección vertical y representada en la figura por laletra G.
Existe además una fuerza normal (N), también conocida como la fuerza de reacción ejercida sobre el cuerpo por el plano como consecuencia de la tercera ley de Newton, se encuentra en una dirección perpendicular al plano y tiene una magnitud igual a la fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece representada por N y tiene la misma magnitud que F2= M.g.cosα y sentido opuestoa la misma.
Existe finalmente una fuerza de rozamiento, también conocida como fuerza de fricción (FR), que siempre se opone al sentido del movimiento del cuerpo respecto a la superficie, su magnitud depende tanto del peso como de las características superficiales del plano inclinado y la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un coeficiente de rozamiento. Esta fuerza debe tener unvalor igual a F1=M.g.senα para que el cuerpo se mantenga en equilibrio. En el caso en que F1 fuese mayor que la fuerza de rozamiento el cuerpo se deslizaría hacia abajo por el plano inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe realizar una fuerza con una magnitud que iguale o supere la suma de F1 + FR.

Desarrollo experimental.
Lista de material:
Un balín
Cronómetros con aproximación de0.1 s.
Un plano inclinado, acanalado y graduado en cm.
Una balanza granataria.
Una regla graduada en mm.
Procedimiento experimental:
Para iniciar con el experimento fue necesario montar el dispositivo de tal manera que el plano quedara con la inclinación suficiente como para poder arrojar el balín desde un inicio y se deslizará por acción de su propio peso, el balín se colocó inicialmente a los20 cm del inicio del plano, primeramente medimos el tiempo 3 veces desde su punto inicial que eran los 20 cm hasta llegar a los 40 cm, el objetivo de medir en tres ocasiones el mismo dato, era darle precisión al experimento y así lograr una mayor exactitud al dato obtenido debido a que el proceso es muy rápido y de difícil manejo en cuanto al manejo del tiempo.
El proceso de medir el tiempotres veces, se repitió cada 20 centímetros, hasta llegar al punto final que fue 160 cm, los datos obtenidos dentro del experimento se encuentran registrados en la tabla 1.1 anexa a esta práctica.

Imagen del experimento.








Conclusión
Al observar el comportamiento del cuerpo (balín) bajar sobre el plano inclinado, podemos concluir que se lleva a cabo un movimiento rectilíneo...