Laboratorio #5 Fisica

LABORATORIO # 5
DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LOS COEFICIENTES DE FRICCION
COEFICIENTE DE FRICCION ESTATICO
Ff
N
m
w
h
Ff
N
m
w
h
Considérese el plano inclinado sobre el cual se halla un bloque de masa m1. Para que el sistema este en equilibrio debe existir una fuerza Ff dirigida a lo largo del plano inclinado, hacia arriba, hacia arriba del mismo, como se aprecia en la figura

θθ

l
l

Fuerzas que actúan en un cuerpo ubicado en un plano inclinado con fricción

La expresión matemática para la condición de equilibrio será:
i=1nfi=w+ N+ Ff=0
Estableciendo el sistema de coordenadas que se muestra en la figura, la ecuación anterior se puede rescribir como el siguiente par de ecuaciones
Ff-mgsinθ
Ν -mgcosθ
Donde N es la magnitud de la fuerza normal, debida alcontacto entre las dos superficies, w=mg es la magnitud del peso del cuerpo, y
Ff=μsΝ
Es la magnitud de la fuerza de fricción, μs es el coeficiente de fricción estático. De las ecuaciones 3 y 4 se obtiene que el coeficiente de fricción estático sea:
μs=tanθ
De la figura se tiene que: tanθ=hl
Por lo tanto:
μs=hl
θ=tan-1hl
Procedimiento
Los materiales utilizados en el laboratorio fueron:una tabla de madera, un bloque de madera, una polea, el soporte universal, un juego de pesas, un porta pesas, una varilla y un flexo metro. Para dar inicio al laboratorio se organiza la tabla de madera en un soporte universal quedando en forma diagonal y sujetada por una varilla, después de esto ponemos encima de la tabla de madera el boque de madera sujetado por una polea.
Para el primerejercicio se empieza a subir la tabla hasta que el bloque de madera se deslice y cuando esto sucede se detiene la tabla a esa altura en la quedo. Se miden los valores de altura (h) y longitud (l), después se mide el ángulo en el que quedo la tabla; este ejercicio se repite 5 veces y en cada ocasión la tabla se empieza a subir desde el mismo punto de donde se inicio, quedando así en posiciones diferentesy por consiguiente dando valores diferentes en cada caso.
Para el segundo caso se realiza lo mismo, solo que sobre el bloque de madera se agrega inicialmente una masa de 100 g después se inclina lentamente la tabla hasta que el bloque se deslice, se repite 5 veces el ejercicio agregando en cada uno masas diferentes y se toman los valores de h, l, ángulos, y las masas utilizadas para cada caso.Para los dos procedimientos anteriores se debía tener en cuenta que el bloque de madera se encontrara ubicado en el mismo lugar en el momento de realizar cada ejercicio.

1. Coeficiente de fricción estático (parte A)

h (cm) | l (cm) | µ | θ (º) |
12.5 ±0.1 | 55.5 ± 0.1 | 0.2252 | 20º ± 1 |
15 ±0.1 | 55.5 ± 0.1 | 0.2702 | 26º ± 1 |
13 ± 0.1 | 54.5 ± 0.1 | 0.2385 | 22º ± 1 |13.1 ± 0.1 | 54.5 ± 0.1 | 0.24036 | 22º ± 1 |
17 ± 0.1 | 53.5 ± 0.1 | 0.3177 | 24º ± 1 |

Conversiones:

* Altura De cm a m
1. 12.5cm×1m100cm=0.125m
2. 15cm×1m100cm=0.15m
3. 13cm×1m100cm=0.13m
4. 13.1cm×1m100cm=0.131m
5. 17cm×1m100cm=0.17m

* Longitud De cm a m

1. 55.5cm×1m100cm=0.555m
2. 55.5cm×1m100cm=0.555m
3. 54.5cm×1m100cm=0.545m
4.54.5cm×1m100cm=0.545m
5. 53.5cm×1m100cm=0.535m
* Hallar μs
1. μs= hl= 0.125m0.555m=0.2252
2. μs= hl= 0.15m0.555m=0.2702
3. μs= hl= 0.13m0.545m=0.2385
4. μs= hl= 0.131m0.545m=0.24036
5. μs= hl= 0.17m0.535m=0.3177

Datos de la Grafica:
X (l) | Y (h) |
0,555 | 0,125 |
0,555 | 0,15 |
0,545 | 0,13 |
0,545 | 0,131 |
0,535 | 0,17 |
| Pendiente | Punto De Corte |
|-1,2928571429 | 0,8483928571 |
Errores | 1,0526529491 | 0,5758550442 |

El valor de la pendiente hallada (-1,2928571429) es el mismo valor para μs.

2. Coeficiente de fricción estático (parte B)

Masa del bloque de madera: 380gr.
m (gr) | h (cm) | l (cm) | µ | θ º |
100 +380 ±0.1 | 13 ±0.1 | 56 ±0.1 | 0.2321 | 22º ± 1 |
400 + 380±0.1 | 14 ±0.1 | 54.5 ±0.1 | 0.2568 | 22º ± 1 |...