laboratoriorozamiento 130620220218 phpapp02

1. INTRODUCCIÓN

Las leyes de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica clásica (velocidades no relativistas), en particular aquellos concernientes al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Aunque incluyen ciertas definiciones que encierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmo que están basadas en observaciones y experimentos cuantitativos. A través de la experimentación se pueden explicar muchos fenómenos físicos y calcular diversas magnitudes asociadas a los cuerpos, tales como, la velocidad, la aceleración, la cantidad de movimiento, las fuerzas, etc.

En este informe se emplearan la experimentación y las leyesde Newton para calcular el coeficiente de rozamiento entre dos superficies en contacto y comprobar que el coeficiente de rozamiento estático (µs) es mayor que el coeficiente de rozamiento dinámico (µd)

2. MARCO TEÓRICO

En el rozamiento entre dos cuerpos sólidos se ha observado que son validos de forma aproximada los siguientes hechos empíricos:

La fuerza de rozamiento tiene direcciónparalela (tangente) a la superficie de apoyo.
El coeficiente de rozamiento depende exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se encuentren sus superficies.
La fuerza de rozamiento () es directamente proporcional a la fuerza normal (N) que actúa entre las superficies de contacto.

(1)Donde µ (coeficiente de rozamiento) es la constante de proporcionalidad.
Para un mismo par de cuerpos, el rozamiento es mayor un instante antes de que comience el movimiento (estático) que cuando ya ha comenzado (dinámico).

Las leyes de Newton se pueden utilizar para calcular el coeficiente rozamiento estático y dinámico de un cuerpo.

1) Coeficiente de rozamiento estático. La fuerza derozamiento o fricción entre dos cuerpos aparece aún sin que exista movimiento relativo entre ellos. Cuando así sucede actúa la fuerza de rozamiento estático. En el caso particular, de un objeto (m) en reposo sobre un plano inclinado, como se ilustra en la figura 1, se puede apreciar de acuerdo al diagrama de fuerzas, que sobre este cuerpo actúan tres fuerzas: la normal (N), el peso (W) y el rozamientoestático ()


Figura 1. Plano inclinado para calcular el coeficiente de rozamiento estático

Dado que el objeto esta en reposo, a partir del diagrama de fuerzas y utilizando las leyes de Newton se encuentran las siguientes ecuaciones:





(2)






(3)


Sustituyendo laecuación (1) en la ecuación (3) se obtiene:

(4)


Sustituyendo la ecuación (2) en la ecuación (4) se obtiene:







(5)


El coeficiente de rozamiento estático es igual a la tangente del ángulo del plano inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibriosin deslizar; ello permite calcular los distintos coeficientes de rozamiento estático, simplemente colocando un cuerpo sobre un plano inclinado y aumentando el ángulo de inclinación progresivamente hasta observar el momento en el que el cuerpo comienza a deslizarse, la tangente de este ángulo es el coeficiente de rozamiento. Del mismo modo conocido el coeficiente de rozamiento entre dos materialespodemos saber el ángulo máximo de inclinación que puede soportar sin deslizar.

2) Coeficiente de rozamiento dinámico. La fuerza de rozamiento dinámico es la que actúa cuando el cuerpo está en movimiento con respecto a la superficie sobre la que se está moviendo. Dado un cuerpo (m) sobre una superficie horizontal, como se ilustra en la figura 2, debe considerarse de acuerdo al diagrama de...