Estimacion del coeficiente de friccion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
ESCUELA DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA
PRÁCTICA: ESTIMACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN

FUNDAMENTO TEÓRICO:

* Marco de referencia y sistema de coordenadas.
* Movimiento Uniformemente Variado.
* Segunda ley de Newton.
* Regresión cuadrática.
* Fuerza de fricción

TRABAJO ANALÍTICO:

En la figura 1 se ilustraun sistema compuesto por dos bloques de masas que se conectan por medio de una cuerda, la cual se hace pasar a través de una polea. El objetivo de la práctica es calcular el coeficiente de fricción entre el bloque de madera y la mesa mediante la aplicación de la segunda ley de Newton.

Figura 1

Suponiendo la polea ideal (de masa nula y sin fricción en el eje), la aceleración con la quedesciende la masa (que es igual en magnitud a la aceleración con la cual se mueve la masa ) es:

[1]

Donde es la aceleración de la gravedad.

ACTIVIDAD: Plantear la segunda ley de Newton para ambas masas y demostrar la expresión dada por la ecuación 1 (emplear papel y lápiz y entregar el análisis al monitor o profesor).

TRABAJO PRÁCTICO:

* Medir las masas y . Observar quela masa corresponde al bloque con la regla-cebra unida rígidamente a este.

|

* Realizar el montaje ilustrado en la foto de la figura 2.

Figura 2

* La fotocompuerta se conecta al PC de la siguiente forma: una terminal a un puerto USB (para alimentar eléctricamente el Diodo Emisor de Luz –LED-) y la otra terminal a la entrada del micrófono (para entrar la señal de respuesta alPC).
* Activar el Sonoscopio Virtual de la plataforma software PhysicsSensor.
* Atender la explicación del profesor o del monitor sobre el manejo de este sistema hardware-software.

* Al dejar descender la masa , la regla-cebra atravesará la fotocompuerta desplegándose en el sonoscopio virtual una señal similar a la de la figura 2, los picos son el resultado de las repetidasinterrupciones que hacen las franjas oscuras de la regla-cebra al haz de luz. Esta señal permite medir los instantes para diferentes posiciones del centro de masa del sistema bloque/regla-cebra (“partícula en movimiento”).

Figura 2

* Definir como marco de referencia el laboratorio y como sistema de coordenadas el eje X apuntando hacia la derecha. Considerar que el instante corresponde almomento en el cual la regla-cebra comienza a atravesar el haz de luz y la posición de su centro de masa en ese instante es el origen de coordenadas (). Por lo tanto, la posición del centro de masa en cualquier instante se expresa como,

[2]

Siendo la velocidad inicial del centro de masa y la aceleración de la regla (y obviamente de los bloques).

* Dejar descender la masa(señalar bien desde donde se suelta para garantizar repetibilidad en el experimento) y observar la señal correspondiente en el sonoscopio (el software da la opción de guardar los datos por si es necesario un análisis posterior de los mismos). Mediante un análisis de ésta, obtener los datos para llenar las dos primeras columnas en blanco de la tabla 1. Repetir el descenso la masa (garantizar que se dejadescender desde la misma posición) otras 4 veces y terminar de llenar la tabla 1. Posteriormente, llenar también la tabla 2.

Tabla 1
  | y (m) | EVENTO 1 t (s) | EVENTO 2 t (s) | EVENTO 3 t (s) | EVENTO 4 t (s) | EVENTO 5 t (s) |
| | | | | | |
Posición 1 | 0,000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 |Posición 2 | 0,010 | 0,0505 | 0,0567 | 0,0524 | 0,0551 | 0,0562 |
Posición 3 | 0,020 | 0,0790 | 0,0898 | 0,0809 | 0,0852 | 0,0852 |
Posición 4 | 0,030 | 0,1044 | 0,1179 | 0,1075 | 0,1129 | 0,1122 |
Posición 5 | 0,040 | 0,1252 | 0,1407 | 0,1283 | 0,1341 | 0,1333 |
Posición 6 | 0,050 | 0,1438 | 0,1607 | 0,1472 | 0,1542 | 0,1523 |
Posición 7 | 0,060 | 0,1607 | 0,1784 | 0,1642 | 0,1715 | 0,1692...