laboratorio de fisica
Páginas: 5 (1008 palabras)
Publicado: 23 de noviembre de 2014
PLANO INCLINADO Y FUERZAS DE ROZAMIENTO
David Ricardo Vivas Ordóñez (1425952), Luisa Fernanda Parra Muñoz (1426386), William Marín Marulanda (1423109)
Departamento de Física-Universidad del Valle
Santiago de Cali, 21 de Noviembre de 2014.
RESUMEN:En este informe se registra la metodología llevada a cabo en el desarrollo del laboratorio, el material usado para éste, los resultadosobtenidos y los procedimientos matemáticos y conceptos físicos utilizados para determinar el coeficiente de rozamiento estático y cinético entre un bloque y un plano inclinado mediante un análisis dinámico.
INTRODUCCIÓN:
El rozamiento es un fenómeno omnipresente en la vida diaria. Como seres primigeniamente empíricos y sensoriales solemos pensar que sin las fuerzas de rozamiento actos simples comodesplazarse en un automóvil serían infinitamente más sencillos. Sin embargo, sin el rozamiento nuestra existencia misma sería imposible.
El fenómeno del rozamiento es presente en sólidos, fluidos y gases en dos formas.
Las fuerzas de rozamiento se dividen en estáticas y dinámicas según su origen. Las fuerzas de rozamiento cinéticas se oponen a la dirección del movimiento. Por otro lado, las fuerzasde rozamiento estáticas se oponen al inicio del movimiento y son mayores en magnitud a las fuerzas de rozamiento cinéticas.
En este laboratorio se estudió la relación entre la inclinación de un plano inclinado y las fuerzas de rozamientos de los cuerpos sobre éste, así como el efecto de la masa sobre este fenómeno.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Plano inclinado
El plano inclinado es una máquinasimple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un planoinclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.
Figura 1: Diagrama de cuerpo libre de un bloque sobre un plano inclinado.
Campo gravitatorio terrestre
La aceleración de la gravedad en la superficie terrestre es de aproximadamente:
(1)
Sin embargo, la fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra no es exactamenteigual en todos los sitios. Existen pequeñas variaciones de un lugar a otro. Hay varios factores que intervienen para que así ocurra:
Latitud
Debido a la rotación de la Tierra, los cuerpos experimentan una fuerza centrífuga que varía según la latitud: es nula en los polos y máxima en el ecuador. Esta fuerza centrífuga hace disminuir el efecto de la atracción gravitatoria, y la desvía de sudirección original hacia el centro de la Tierra.
La forma de la Tierra
Además, el campo gravitatorio aumenta con la latitud debido a otro efecto: el achatamiento de la Tierra en los polos (también como consecuencia de la fuerza centrífuga) hace que la distancia r se reduzca a medida que la latitud aumenta. La fuerza de atracción es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, lo cualsignifica que estando en el ecuador la fuerza de gravedad es menor que en otras latitudes, y a medida que nos vayamos desplazando al sur o al norte, la fuerza de gravedad se va incrementando. Entre los dos efectos, la fuerza centrífuga y el achatamiento de los polos, hacen que la gravedad en el ecuador sea un 0,5 % menor que en los polos.
Altura
La aceleración de la gravedad disminuye con laaltura, ya que a mayor altura, es mayor la distancia al centro de la Tierra.
Figura 2: Magnitud de la aceleración de la gravedad terrestre en función de la cercanía al núcleo de la tierra.
Fuerzas de rozamiento
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies...
David Ricardo Vivas Ordóñez (1425952), Luisa Fernanda Parra Muñoz (1426386), William Marín Marulanda (1423109)
Departamento de Física-Universidad del Valle
Santiago de Cali, 21 de Noviembre de 2014.
RESUMEN:En este informe se registra la metodología llevada a cabo en el desarrollo del laboratorio, el material usado para éste, los resultadosobtenidos y los procedimientos matemáticos y conceptos físicos utilizados para determinar el coeficiente de rozamiento estático y cinético entre un bloque y un plano inclinado mediante un análisis dinámico.
INTRODUCCIÓN:
El rozamiento es un fenómeno omnipresente en la vida diaria. Como seres primigeniamente empíricos y sensoriales solemos pensar que sin las fuerzas de rozamiento actos simples comodesplazarse en un automóvil serían infinitamente más sencillos. Sin embargo, sin el rozamiento nuestra existencia misma sería imposible.
El fenómeno del rozamiento es presente en sólidos, fluidos y gases en dos formas.
Las fuerzas de rozamiento se dividen en estáticas y dinámicas según su origen. Las fuerzas de rozamiento cinéticas se oponen a la dirección del movimiento. Por otro lado, las fuerzasde rozamiento estáticas se oponen al inicio del movimiento y son mayores en magnitud a las fuerzas de rozamiento cinéticas.
En este laboratorio se estudió la relación entre la inclinación de un plano inclinado y las fuerzas de rozamientos de los cuerpos sobre éste, así como el efecto de la masa sobre este fenómeno.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Plano inclinado
El plano inclinado es una máquinasimple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un planoinclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.
Figura 1: Diagrama de cuerpo libre de un bloque sobre un plano inclinado.
Campo gravitatorio terrestre
La aceleración de la gravedad en la superficie terrestre es de aproximadamente:
(1)
Sin embargo, la fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra no es exactamenteigual en todos los sitios. Existen pequeñas variaciones de un lugar a otro. Hay varios factores que intervienen para que así ocurra:
Latitud
Debido a la rotación de la Tierra, los cuerpos experimentan una fuerza centrífuga que varía según la latitud: es nula en los polos y máxima en el ecuador. Esta fuerza centrífuga hace disminuir el efecto de la atracción gravitatoria, y la desvía de sudirección original hacia el centro de la Tierra.
La forma de la Tierra
Además, el campo gravitatorio aumenta con la latitud debido a otro efecto: el achatamiento de la Tierra en los polos (también como consecuencia de la fuerza centrífuga) hace que la distancia r se reduzca a medida que la latitud aumenta. La fuerza de atracción es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, lo cualsignifica que estando en el ecuador la fuerza de gravedad es menor que en otras latitudes, y a medida que nos vayamos desplazando al sur o al norte, la fuerza de gravedad se va incrementando. Entre los dos efectos, la fuerza centrífuga y el achatamiento de los polos, hacen que la gravedad en el ecuador sea un 0,5 % menor que en los polos.
Altura
La aceleración de la gravedad disminuye con laaltura, ya que a mayor altura, es mayor la distancia al centro de la Tierra.
Figura 2: Magnitud de la aceleración de la gravedad terrestre en función de la cercanía al núcleo de la tierra.
Fuerzas de rozamiento
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies...
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