2 2 Informe N2



Universidad de Santiago de Chile, Facultad de ciencias, Departamento de Física

E1: Cinemática de una partícula en una y dos dimensiones

Diego Torres Lara.1, Carlos Vidal Céspedes.2
1Ingeniería Ejecución Eléctrica, Departamento de Ingeniería Eléctrica.
2Ingenieria en Biotecnología, Departamento de Ingeniería Química



Resumen:
En esta actividad elpropósito fue comprobar la acción de la fuerza roce estático, a través de varias mediciones que se ejecutaron a un bloque de manera mientras interactuaba con una superficie -la cual estaba constituida por aluminio-. Cabe destacar que de este modo se analiza además la relación del tipo de material con el roce producido.

1. Introducción:
El roce es la resistencia opuesta en el movimiento entre eldeslizamiento de dos elementos. Existen variados tipos de fricción, dependiendo de las características y el estado de la materia en que se encuentren los elementos que se relacionan. Cuando las superficies en contacto se mueven estando en relación entre ellas, -por su efecto de fricción-, la energía cinética se convierte en calor. Esta propiedad puede tener consecuencias dramáticas, lo que puede quedardemostrado en el hecho de frotar maderas para encender una fogata. La energía cinética se convierte en calor siempre que exista un movimiento con roce.
La fuerza de roce no constituye una fuerza fundamental, pero surge de las fuerzas electromagnéticas fundamentales entre las partículas cargadas que constituyen las dos superficies de contacto. La complejidad de estas interacciones hace que seapoco práctico el cálculo del roce en primera instancia y requiera de uso de métodos empíricos para el análisis y el desarrollo de la teoría.





Objetivos:
Experiencia 1
Analizar y evaluar parámetros que afectan los cambios del estado de movimiento de un cuerpo, cuando sobre él actúan fuerzas externas.
Experiencia 2
Determinar, en forma experimental, el valor del coeficiente de roce cinético entreun bloque y una superficie.
Marco teórico:
Se debe considerar que la fuerza de roce siempre estará presente en el contacto de dos elementos, de modo que se requiere de una fuerza externa para poder mover un objeto que se encuentre en contacto con otro, a causa de que una fuerza -fuerza de roce-, se opone al movimiento relativo de las superficies en contacto.
La fuerza de roce por deslizamientoocurre por la resistencia friccional en las superficies de los cuerpos involucrados. Cabe destacar que la fuerza de roce dependerá de varios factores, como lo son el material del que estén constituidos los cuerpos, en qué grado estén apretados, la temperatura, velocidad, entre otros.
Según sus efectos, existen dos tipos de fuerza de roce, el roce estático fS, el cual se opone a cualquier intento deponer en movimiento el objeto -está presente aunque no haya movimiento relativo en las superficies-, y el roce cinético fK, que tiende a retardar el movimiento -que se presenta cuando hay movimiento en las superficies-. Esta fuerza siempre será opuesta al deslizamiento del cuerpo.
Para medir la naturaleza de las superficies de los cuerpos ocuparemos un número adimensional, llamado coeficiente deroce, y simbolizado por µ.
Por experimentación se ha determinado que para las superficies sólidas no lubricadas:
El módulo del roce estático (fS) es menor o igual al producto µSN, donde N es el módulo de la componente normal de la fuerza ejercida entre las superficies y µs es el coeficiente de roce estático.
fS≤µSN
Si el cuerpo está a punto de iniciar el movimiento, será
fS=µSN
En cambio, si haymovimiento relativo entre las superficies en contacto la relación será
FK=µKN
Siendo µK el coeficiente de roce cinético, que depende de la naturaleza de las superficies en contacto, y también es un número adimensional
De modo que a grandes rasgos, se cumple que µS>µK


2. Desarrollo Experimental

Actividad 1: Determinar el coeficiente de roce estático entre un par de superficies.
Materiales:...