INFORME LAB FISICA

UNIVERSIDAD DEL VALLE
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
EXPERIMENTACIÓN DE FÍSICA I

COEFICIENTE DE FRICCIÓN


RESUMEN
El objetivo del experimento realizado en clase es de establecer el valor del coeficiente de fricción, tanto estático como dinámico, entre un bloque y una superficie lisa (ambos de madera).
Para esto fue necesario basarnos en la primera ley de Newton, utilizando un plano inclinado que nospermitiera medir el ángulo necesario para que el bloque se deslizara sobre la superficie de madera.
Para la primera parte se tomaron varias medidas, en cada una modificando la distancia vertical de la base del plano, sobre la cual se encontraba el bloque de madera, hasta conseguir que este se deslizara sobre la superficie; el dato registrado era el ángulo con el cual el bloque se habia movido.Posteriormente, se añadieron pesas al bloque con las que se realizó el mismo procedimiento.
Para la segunda parte, coeficiente de fricción dinámico, se unió el bloque con la polea, añadiendo un porta pesas en el cual se ubicaron diferentes masas hasta conseguir el peso necesario con el que el madero se desplazaría hacia arriba a una velocidad constante. Todo esto, a un ángulo de 45°.Posteriormente se procedió a quitar el peso correspondiente, hasta hacer que el bloque se deslizara hacia abajo, a su posición inicial.

Tras obtener todos estos datos, se procedió a realizar las operaciones pertinentes para encontrar el coeficiente de fricción del material.

INTRODUCCIÓN
La fricción se define como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento deeste respecto a otra superficie con la que este en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, además tiene un sentido, ya que se opone al movimiento del objeto. La naturaleza de este tipo de fuerza está ligada a las interacciones de las partículas microscópicas de las dos superficies implicadas.
El coeficiente de fricción es un coeficienteque expresa la oposición que ofrecen dichas superficies. Usualmente se representa con la letra griega μ (miu). El valor de este coeficiente no es una propiedad intrínseca de un material, este depende de muchos factores asociados, como la textura de las superficies de contacto, la velocidad relativa entre estas superficies, la temperatura, etc…

DISCUSIÓN TEÓRICA
En la práctica realizada estudiamosdos coeficientes de fricción: el coeficiente de fricción estático y el dinámico.

Coeficiente de fricción estático:
Este coeficiente actúa como una resistencia a superar para poder poner en movimiento un objeto con respecto a otro con el que se encuentra en contacto.

Ilustración 1: Diagrama de fuerzas. Coeficiente de fricción estático
Del diagrama de fuerzas se obtiene:
m1gSen Θ – Fr = 0 (Ec 1)N – m1Cos Θ = 0 (Ec 2)

Despejando Fr en Ec 1 y Ec 2tenemos:
Fr = m1gSen Θ
N = m1Cos Θ
Por definición:
Fr = μe.N
Entonces:
μe = Fr / N
Reemplazando tenemos:
μe = m1gSen Θ / m1Cos Θ
Por lo tanto:
μe = tan Θ (Ec 3)
Θ es el ángulo mínimo necesario para que el objeto se ponga en movimiento.

Coeficiente de fricción dinámico:
Este coeficiente es una fuerza de magnitud, a diferencia del primero,este actúa cuando los cuerpos ya están en movimiento.



Ilustración 2: Diagrama de fuerzas. Coeficiente de fricción dinámico.

Del diagrama de fuerzas de la ilustración 2:
Cuando m1 se mueve hacia arriba con velocidad constante, se tiene que:
m2g – m1gSen Θ – Fr = 0 (Ec 4)
despejando Fr
Fr = m1gsen Θ – m2g
Cuando m1 se mueve hacia abajo con velocidad constante, se tiene que:
Fr = m2g – m1gSen ΘCon lo anterior se obtiene que:
μe = m2 – m2’ / 2 m1 cos Θ (Ec 5)
m1Sen Θ = m2 – m2’ / 2 (Ec 6)
Tomando Θ = 45° se obtiene:
μe = m2 – m2’ / m2 + m2’ (Ec 7)

MÉTODOS EXPERIMENTALES:
Instrumentos utilizados:
Plano inclinado de madera
Bloque de madera
Escuadra de 45°
Polea
Portapesas con sus respectivas pesas
Nivelador
Dulceabrigo
Teniendo todo el montaje necesario para dar inicio a la práctica,...