Laboratorio fisica 1

UNITEC
LABORATORIO DE FISICA I
A. FUERZAS EN EL PLANO INCLINADO
I. OBJETIVO
Determinar las fuerzas tangencial y normal sobre un objeto encima de un plano inclinado

II. MATERIALES Y EQUIPO
o o o o o o o o Pie estático Varilla soporte, 600 mm Varilla soporte, 250 mm Varilla soporte con orificio, 100 mm Nuez doble Carrito para medidas y experimentos Soporte para dinamómetros Pasador o o o oo o o o 1 Pesa de ranura, 50 grs 4 Pesas de Ranura 10 grs Dinamómetro, 1N Dinamómetro, 2N Cinta métrica, 2 m Hilo Tijeras Carril 500 mm o Carril de 900 mm

III. TEORÍA RESUMIDA
Como sabemos las fuerzas que actúan sobre un objeto pesado que se encuentra en un plano inclinado son respectivamente: Peso: Fg o Componente tangencial: o Componente normal: Reacción normal del plano: Fricción (si esapreciable)

Fh = mg sin α Fn = mg cos α

N

L

H

b

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1) Determine los pesos Fg del carrito solo, después del carrito con una masa de 40 grs y finalmente con una masa de 80 grs. Anote estos valores. 2) Coloque el carril a una altura de 25 cm, mida con la cinta métrica b y l. Anote estos valores. → Sostenga el carrito sobre el plano inclinado mediante eldinamómetro de 1N. Éste ha de amarrarse al soporte horizontal de forma que quede paralelo al plano → Eleve el carrito sin masa con el dinamómetro de 2 N, justo hasta que las ruedas apenas toquen el carril. Debe tirar siempre perpendicularmente al carril. → Lea los dos dinamómetros, y lleve los valores Fh y Fn a la tabla. 3) Realice de nuevo las mediciones, con mz= 40 grs, y después 80 g. Y anote enla tabla los respectivos valores 4) Pon la altura h=30 cm. Determine de nuevo b y l y anote los valores. 5) Repita lo señalado en los pasos 2) y 3) ahora para esta nueva altura.

V. REGISTRO DE DATOS
Anote los datos de sus mediciones en tablas como las que se muestran, una para H = 25 cm, la otra para H = 30 cm L= H= Masa sobre el carrito (g) 0 40 80 b= Fg (N) Fn (N) Fh (N)

VI. CÁLCULOS YRESULTADOS
a. Con los valores medidos de Fh y H/L., calcule la fuerza de gravedad sobre: el carrito, el carrito mas una masa de 40 grs y el carrito mas la masa de 80 grs. Ponga estos resultados en una tabla a la par de los pesos reales de cada conjunto, obtenidos mediante la balanza b. Calcule las relaciones H/l y b/L. y compárelas con las relaciones Fh / Fg y Fn / Fg para los dos alturas usadas.Masa sobre el carrito (g) 0 40 80 Fh/ Fg H/L F n/ F g b/L

VII. CUESTIONARIO
1) Haga un diagrama de cuerpo libre que presente todas las fuerzas (y sus componentes) que intervienen sobre el carrito. 2) ¿Por qué ha de levantarse ligeramente el carrito de modo que apenas toque la superficie inclinada para poder calcular así la reacción normal del plano? 3) Independientemente de erroresinstrumentales, ¿por qué no debe esperar igualdad total entre las columnas 2ª. y 3ª. de la última tabla? La causa que provoca esa diferencia disminuye al poner ruedas sobre el carrito. Explique

B. COEFICIENTE DE FRICCIÓN CON PLANO INCLINADO
I. OBJETIVOS
1. Comprobar la fricción estática entre superficies y analizar algunas de sus propiedades. 2. Calcular coeficientes de fricción.

II. MATERIALES
1.Montaje en madera de plano inclinado (dotado de plomada y transportador para medida de ángulos) 2. Tablas con superficies de distintos materiales 3. Bloques con superficies de distintos materiales 4. Balanza

III. TEORÍA RESUMIDA
Una forma sencilla de comprobar la fricción estática entre superficies y obtener coeficientes de fricción consiste en usar un plano inclinado y variar el ángulo deinclinación hasta que la masa colocada encima caiga. La resolución de las ecuaciones obtenidas del análisis del correspondiente diagrama de cuerpo libre permite obtener el coeficiente estático, µ N

f Wx W Wy

Las ecuaciones a resolver son (θ es el ángulo bajo del plano inclinado):
Eje tangencial : Eje normal : mg sin θ − f = 0 N − mg cosθ = 0

Cuando f alcanza su valor máximo, f = µN....