Fureza de rozaniento

Fuerzas de rozamiento

Laboratorio Física 1

Fuerzas de Rozamiento
Universidad Nacional General San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Baldi, Romina romibaldi@hotmail.com Viale, Tatiana tatianaviale@hotmail.com

Objetivos Estudio de las fuerzas de rozamiento entre un cuerpo y una superficie seca. Determinación de los coeficientes de rozamiento. Resumen En este trabajo prácticoestudiamos las fuerzas de rozamiento tanto dinámica como estática falseando las leyes de la dinámica y la relación entre fuerza de roce y la normal. También observamos sus variaciones al alterar la masa del cuerpo y el ángulo del plano inclinado en el caso de la fuerza de rozamiento estática. Además determinamos el coeficiente de rozamiento para ambos casos. Introducción La fuerza de rozamiento es unafuerza 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 tal fuerza queda equilibrada por una reacción tangencial del plano sobre el cuerpo; aumentandola 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. Por analogía la fuerza de resistencia en este punto también lleva el nombre de fuerza de rozamientoestática. Si se supone que el movimiento ya está iniciado, se tiene que el rozamiento es también proporcional a la fuerza normal, pero el coeficiente de proporcionalidad µd, en este caso de rozamiento dinámico, es menor que el estático. Por tanto el rozamiento en el instante en que se inicia el movimiento es mayor que el valor que alcanza una vez que el movimiento está establecido.

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Desarrollo Determinación del coeficiente de rozamiento dinámico Armamos el dispositivo que se muestra en la figura 1 y elegimos las masas de manera tal que el movimiento fuera lo suficientemente rápido como para ser captado por el fotointerruptor.

M1

PC

M2

Figura 1: Dispositivo con el cual se estudió la fuerza de rozamiento dinámica

Para observarlas variaciones al alterar la masa fuimos variando el peso del cuerpo M1 utilizando los siguientes valores: • Masa a = 0.136 kg • Masa b = 0.186 kg • Masa c = 0.206 kg • Masa d = 0.216 kg El cuerpo M2 permaneció constante a lo largo de la experiencia siendo el valor de su masa igual a: M2 = 0.079 kg = 79 g Con el programa adecuado ( Presition Timer) registramos el tiempo que tarda la polea en rotarun determinado ángulo. Sabiendo que ese ángulo es π/10 y que el diámetro de la polea es 4.83 cm., podemos calcular el espacio recorrido por el cuerpo en cada intervalo de tiempo (esto, considerando siempre que la cuerda es inextensible, de masa despreciable y que no existe rozamiento entre la cuerda y la polea). Con estos datos (espacio y tiempo) calculamos la velocidad en función del tiempo ygraficamos. Graficamos luego a(M1+ M2)/g en función de M1 con el fin no sólo de falsear las teorías sino además de obtener el valor del coeficiente dinámico ya que, aplicando la 2da. Ley y la relación Fr=µd.M1.g, obtenemos: a(M1+ M2)/g = M2 - µd.M1 (1)

Posteriormente repetimos el estudio con las mismas masas pero ahora procurando que la superficie en contacto sea la mitad de la utilizadaanteriormente.

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Determinación del coeficiente de rozamiento estático Tomamos un plano inclinado, colocamos sobre él un cuerpo al que llamamos M3 y medimos el ángulo mínimo de inclinación para que dicho cuerpo comience a moverse. Realizamos el procedimiento tres veces con distintas masas para M3. Cálculos teóricos: N - Py = 0 Py = N Px – Fr = 0 Px...