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TEMA : COEFICIENTES DE ROZAMIENTO


Introducción:
La fuerza de rozamiento es una fuerza de resistencia al movimiento relativo de dos cuerpos en contacto. Un sólido que reposa sobre una superficie plana y horizontal está sometido a una reacción normal a la superficie que equilibra su fuerza peso; al aplicarle una fuerza horizontal creciente en intensidad, el cuerpo está en reposo pues talfuerza queda equilibrada por una reacción tangencial del plano sobre el cuerpo; aumentando la intensidad de dicha fuerza, llega un instante en que el sólido empieza a deslizarse sobre la superficie: la resistencia de la superficie en este momento es proporcional a la reacción normal siendo µe el coeficiente de proporcionalidad, también llamado, coeficiente de rozamiento estático
Teoría:
Sedefine como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento
La fuerza de fricción se calcula de la siguiente ecuación:
F = µ.N
Donde F es la fuerza de fricción, coeficiente de la fricción, y N la fuerza normal

Dado que el objeto está enreposo, a partir del diagrama de fuerzas se encuentran las ecuaciones:
; (3)
En el despeje de la ecuación (2) en la sumatoria de la fuerza en eje Y se tiene la N fuerza normal:
; (4)
Por lo tanto la sumatoria de fuerzas en el eje x se obtiene:
; (5)
Y el reemplazo de la ecuación (5)
; (6)
De la ecuación (5) en (6) se obtiene el despeje para hallar
; (7)Si se aumenta el ángulo de inclinación gradualmente, hasta que el valor θ ángulo al cual el objeto está a punto de iniciar su movimiento la fuerza de fricción estática alcanza su valor máximo.

En los coeficientes de rozamiento se puede dividir en estático y cinético:

a. Determinación del Coeficiente estático de rozamiento:
El rozamiento estático es el valor de la fuerza necesaria para queun cuerpo tienda a moverse (inminencia de movimiento). |2|
Para hallar su coeficiente de fricción se utiliza la ecuación (7) ya que es lo mismo que su ángulo de inclinación.
b. Determinación del Coeficiente cinético de rozamiento:
El rozamiento cinético es proporcional a la fuerza normal N, siendo la constante de proporcionalidad. |3|
Ahora su coeficiente de fricción se obtiene teniendo encuenta la masa del objeto y la masa que cuelga. Se obtiene la expresión:
; (8)
Donde Ma es la masa del objeto, Mb es la masa que cuelga, h la altura que se proporciona en el momento que el objeto ha tenido el movimiento, y X es la distancia que recorrió el objeto.

1. Montaje Experimental


Figura 2: Montaje experimental para coeficiente de rozamiento cinético(tomado de la medida del coeficiente de rozamiento)

Procedimientos:
Este experimento consta de dos partes. La primera parte es el coeficiente de rozamiento estático y la segunda parte es el coeficiente de rozamiento cinético.

1.1 Parte A: ROZAMIENTO ESTÁTICO
Misma distancia en X (Variación de Y)

a. Estos datos se realizan teniendo en cuentaque el objeto se encuentre por lado de la cinta:

X (cm)
Y (cm)

s
24.5
5.8
14.79°
0.2367
24.5
5.7
14.54°
0.2326
24.5
6
15.58°
0.2448
24.5
6.9
17.47°
0.2816
24.5
6.5
16.50°
0.2653

En esta tabla se tomaron datos de X=24.5 distancia en x; que es constante y la altura. Al completar el cuadro hallando tan y el coeficiente de la fricción estático.
b. Estos datos serealizan teniendo en cuenta que el objeto se encuentre por el lado que no tiene cinta:

X (cm)
Y (cm)

s
25
9.3
22.67°
0.372
25
8
19.71°
0.32
24.5
8.7
21.72°
0.3551
25
9.6
23.34°
0.384
23.5
10.4
26.82°
0.4482

En esta tabla se tomaron los datos de X distancia y la altura en Y; y se completó el cuadro hallando tan y el coeficiente de la fricción estático.
Parte...