Análisis de la fuerza de roce en proporción al peso de un cuerpo en distintos sistemas


"Análisis de la fuerza de roce en proporción al peso de un cuerpo en distintos sistemas"
D A Va

a
I




Abstract. Conociendo las fuerzas que actúan en un sistema y mediante la aplicación de los conceptos de dinámica y las leyes de Newton, será posible comprobar que cuando el sistema está en equilibrio, la fuerza de roce del cuerpo 1 del sistema es directamente proporcional al pesodel cuerpo que cuelga en el sistema. Conociendo las masas de los cuerpos y realizando los cálculos fue posible obtener que para ninguno de los dos sistemas el roce resulta proporcional al peso del cuerpo que cuelga.

Palabras Clave: Fuerza de roce, Reposo, Peso

I.INTRODUCCIÓN

La dinámica es la rama de la física en la que se describen las causas que provocan alteraciones en el estado físicoo estado de movimiento de los cuerpos. En este práctico nos enfocaremos en describir y analizar las fuerzas que actúan en un sistema de dos cuerpos unidos por una cuerda ideal al momento que estos se encuentran en reposo en un plano horizontal y en uno con cierto ángulo de inclinación.

II. HIPÓTESIS

Al momento de lograr el equilibrio (reposo) la fuerza de roce experimentada por el cuerpo1, será directamente proporcional al peso del cuerpo 2 en ambos sistemas.

III. MARCO TEORICO

Desde el punto de vista de la física clásica, se entiende por fuerza todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.
A grandes rasgos podemos separar las fuerzas en dos grandes clasificaciones.

A.Tipos de fuerzas

A.1.Fuerzas de contacto

Comprendencontacto físico entre dos cuerpos de manera directa, ejemplos de este tipo de fuerzas son la





fuerza normal, la fuerza de roce, la fuerza tensión, etc.


A.1.1 Fuerza Normal

Es la fuerza que ejerce la superficie sobre un cuerpo apoyado en esta, su dirección es perpendicular a la
superficie como se muestra en la figura 1




Fig.1 Representación de la normal en un planoinclinado

Se puede calcular la fuerza normal mediante la siguiente ecuación:



Donde m representa la masa del cuerpo, g es la aceleración de gravedad y el ángulo representa el grado de inclinación de la superficie.

En una superficie horizontal ( con un angulo de inclinación igual a 0º) la fuerza normal tiene igual magnitud y dirección que la fuerza gravitacional pero sentido contrario aesta.

A.1.2 Fuerza de roce

Ocurre entre dos superficies en contacto, se opone al movimiento entre estas (roce cinético) o al inicio del deslizamiento (roce estático)

Podemos conocer el roce entre dos superficies aplicando la siguiente fórmula:



Donde N representa a la normal, que es proporcional al roce y mu al coeficiente de roce que es una constante de proporcionalidad, esta varíadependiendo de las superficies en contacto.

Si al momento de aplicar una fuerza F sobre un cuerpo cualquiera este permanece inmóvil, podemos decir que la magnitud de la fuerza F es igual a la magnitud de la fuerza de roce estático (fe), por lo tanto si F aumenta fe lo hará proporcionalmente, de la misma manera si F disminuye. Cuando el cuerpo esta a punto de deslizarse fe alcanza su valormáximo, si la magnitud de la fuerza rebasa fe máximo el cuerpo se mueve y comienza a actuar la fuerza de roce cinético (fc).
Entonces se puede calcular la fuerza neta que origina el cambio en la aceleración del cuerpo mediante el siguiente calculo:



Donde F es la magnitud de la fuerza aplicada y fc es la magnitud de la fuerza de roce cinético.

A.1.3 Fuerza de tensión

Es la fuerza queexiste debido a la interacción entre un resorte, cuerda o cable cuando esta está unida a un cuerpo y se tensa.
Si los dos cuerpos están unidos por la misma cuerda, la tensión experimentada a ambos extremos de esta es la misma, ya que la sumatoria de fuerzas internas en la cuerda debe ser 0. Por lo que



A.2.Fuerzas de campo

No implican contacto físico entre los cuerpos, sino que actúan...