DINAMICA lab fisica
Páginas: 9 (2201 palabras)
Publicado: 5 de noviembre de 2015
Dinámica
Experimento 1: Plano Inclinado
Teoría
La fuerza normal
La fuerza normal, reacción del plano o fuerza que ejerce el plano sobre el bloque depende del peso del bloque, la inclinación del plano y de otras fuerzas que se ejerzan sobre el bloque.
Supongamos que un bloque de masa m está en reposo sobre una superficie horizontal, las únicas fuerzas que actúan sobre él son el peso mg y lafuerza y la fuerza normal N. De las condiciones de equilibrio se obtiene que la fuerza normal N es igual al peso m.
Si ahora, el plano está inclinado un ángulo θ, el bloque está en equilibrio en sentido perpendicular al plano inclinado por lo que la fuerza normal N es igual a la componente del peso perpendicular al plano,
Consideremos de nuevo el bloque sobre la superficie horizontal. Si ademásatamos una cuerda al bloque que forme un ángulo θ con la horizontal, la fuerza normal deja de ser igual al peso. La condición de equilibrio en la dirección perpendicular al plano establece
Fuerza de rozamiento por deslizamiento
En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerza F horizontal. Sobre el bloque actúan el peso mg, la fuerza normal N que es igual al peso, y la fuerza derozamiento Fk entre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad constante la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de rozamiento por deslizamiento Fk.
Podemos investigar la dependencia de Fk con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con laque tiramos del bloque se duplica y por tanto, Fk se duplica.
La fuerza de rozamiento por deslizamiento Fk es proporcional a la fuerza normal N.
La constante de proporcionalidad μk es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
El valor de mk es casi independiente del valor de la velocidad para velocidades relativas pequeñas entre las superficies, y decrecelentamente cuando el valor de la velocidad aumenta.
Fuerza de rozamiento estático
También existe una fuerza de rozamiento entre dos objetos que no están en movimiento relativo. Como vemos en la figura, la fuerza F aplicada sobre el bloque aumenta gradualmente, pero el bloque permanece en reposo. Como la aceleración es cero la fuerza aplicada es igual y opuesta a la fuerza de rozamiento Fs.
La máximafuerza de rozamiento corresponde al instante en el que el bloque está a punto de deslizar.
La constante de proporcionalidad se denomina coeficiente de rozamiento estático. Los coeficientes estático y cinético dependen de las condiciones de preparación y de la naturaleza de las dos superficies y son casi independientes del área de la superficie de contacto.
Análisis en un plano inclinado
Un bloquede masa m1 se sitúa sobre un plano inclinado de ángulo θ. El bloque está conectado a otro bloque de masa m2 que cuelga de su otro extremo mediante una cuerda inextensible que pasa por una polea ideal (de rozamiento y momento de inercia despreciables). Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el bloque de masa m1 y el plano inclinado es μ, estudiar el movimiento del sistema.
DescripciónTenemos que analizar dos posibles situaciones
1. Cuando el bloque de masa m1 está en movimiento.
2. Cuando el bloque de masa m1 está en reposo sobre el plano inclinado.
Para dibujar de forma correcta el sentido de la fuerza de rozamiento, se ha de tener en cuenta que:
Cuando el bloque desliza, la fuerza de rozamiento es siempre de sentido contrario al vector velocidad.
Si el bloque de masa m1 está enreposo, la fuerza de rozamiento es de sentido contrario a la resultante de las otras fuerzas que actúan sobre el bloque.
1. El bloque de masa m1 desliza sobre el plano inclinado
Movimiento del bloque a lo largo del plano, hacia arriba
La ecuación del movimiento del bloque que cuelga de masa m2 es
La ecuación del movimiento del bloque de masa m1 que desliza hacia arriba es
La reacción del...
Dinámica
Experimento 1: Plano Inclinado
Teoría
La fuerza normal
La fuerza normal, reacción del plano o fuerza que ejerce el plano sobre el bloque depende del peso del bloque, la inclinación del plano y de otras fuerzas que se ejerzan sobre el bloque.
Supongamos que un bloque de masa m está en reposo sobre una superficie horizontal, las únicas fuerzas que actúan sobre él son el peso mg y lafuerza y la fuerza normal N. De las condiciones de equilibrio se obtiene que la fuerza normal N es igual al peso m.
Si ahora, el plano está inclinado un ángulo θ, el bloque está en equilibrio en sentido perpendicular al plano inclinado por lo que la fuerza normal N es igual a la componente del peso perpendicular al plano,
Consideremos de nuevo el bloque sobre la superficie horizontal. Si ademásatamos una cuerda al bloque que forme un ángulo θ con la horizontal, la fuerza normal deja de ser igual al peso. La condición de equilibrio en la dirección perpendicular al plano establece
Fuerza de rozamiento por deslizamiento
En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerza F horizontal. Sobre el bloque actúan el peso mg, la fuerza normal N que es igual al peso, y la fuerza derozamiento Fk entre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad constante la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de rozamiento por deslizamiento Fk.
Podemos investigar la dependencia de Fk con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con laque tiramos del bloque se duplica y por tanto, Fk se duplica.
La fuerza de rozamiento por deslizamiento Fk es proporcional a la fuerza normal N.
La constante de proporcionalidad μk es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
El valor de mk es casi independiente del valor de la velocidad para velocidades relativas pequeñas entre las superficies, y decrecelentamente cuando el valor de la velocidad aumenta.
Fuerza de rozamiento estático
También existe una fuerza de rozamiento entre dos objetos que no están en movimiento relativo. Como vemos en la figura, la fuerza F aplicada sobre el bloque aumenta gradualmente, pero el bloque permanece en reposo. Como la aceleración es cero la fuerza aplicada es igual y opuesta a la fuerza de rozamiento Fs.
La máximafuerza de rozamiento corresponde al instante en el que el bloque está a punto de deslizar.
La constante de proporcionalidad se denomina coeficiente de rozamiento estático. Los coeficientes estático y cinético dependen de las condiciones de preparación y de la naturaleza de las dos superficies y son casi independientes del área de la superficie de contacto.
Análisis en un plano inclinado
Un bloquede masa m1 se sitúa sobre un plano inclinado de ángulo θ. El bloque está conectado a otro bloque de masa m2 que cuelga de su otro extremo mediante una cuerda inextensible que pasa por una polea ideal (de rozamiento y momento de inercia despreciables). Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el bloque de masa m1 y el plano inclinado es μ, estudiar el movimiento del sistema.
DescripciónTenemos que analizar dos posibles situaciones
1. Cuando el bloque de masa m1 está en movimiento.
2. Cuando el bloque de masa m1 está en reposo sobre el plano inclinado.
Para dibujar de forma correcta el sentido de la fuerza de rozamiento, se ha de tener en cuenta que:
Cuando el bloque desliza, la fuerza de rozamiento es siempre de sentido contrario al vector velocidad.
Si el bloque de masa m1 está enreposo, la fuerza de rozamiento es de sentido contrario a la resultante de las otras fuerzas que actúan sobre el bloque.
1. El bloque de masa m1 desliza sobre el plano inclinado
Movimiento del bloque a lo largo del plano, hacia arriba
La ecuación del movimiento del bloque que cuelga de masa m2 es
La ecuación del movimiento del bloque de masa m1 que desliza hacia arriba es
La reacción del...
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