Plans Inclinats

Estudi dels factors que influeixen en el fregament


Índex de contingutsÍndex de continguts
1Objectius3
2Material3
3Base teòrica3
4Realització3
Massa4
Volum4
Rugositat4
Angle4
5Conclusions5
6Taula de resultats6

ObjectiusCalcular com afecta la massa, el volum, la rugositat i l'angle al fregament. Per fer-ho deixarem caure diferents objectes sobre un pla inclinat, i calcularem laforça de fregament mitjançant les lleis de l'energia mecànica i la cinemàtica.
MaterialNecessitarem els següents materials:
·         Un pla inclinat (un tros de fusta d'un metre)
·         Un cronòmetre
·         Una taula d'almenys un metre
·         Cossos esfèrics o cilíndrics (pilotes, botelles...)
 
 
Base teòricaEl concepte d'energia és molt ampli, però en aquest cas podem definirl'energia com la capacitat per realitzar un treball. L'energia normalment sol anar representada en Joules. És igual a l'energia utilitzada (o treball fet) en aplicar una força d'un newton a través d'una distància d'un metre.
L'energia també es pot mesurar amb altres unitats: La caloria i el watt. Generalment, una caloria es definida com l'energia que s'ha d'aplicar a un cos per a tal d'augmentar laseva temperatura en un grau centígrad.
El watt, així com la caloria, tampoc és una unitat explícitament d'energia sinó què és de potencia. És una unitat de Potència en el Sistema Internacional d'Unitats
Bàsicament, per aquest experiment, el que més utilitzarem va ser la fórmula de l'energia mecànica. L'energia mecànica és definida com la suma de l'energia potencial i l'energia cinètica.FórmulesPer calcular la velocitat.

RealitzacióL'experiment consisteix en deixar caure sobre un pla inclinat, objectes de massa i volum diferents segons el que vulguem calcular, ho també canviant l'angle o la rugositat del pla inclinat.
 
Varem apilar uns llibres i varem col·locar la fusta a sobre, de manera que va quedar una rampa de 0,3 metres d'altura, amb un angle d'aproximadament 17 graus.Com que la fusta feia 1m de llargària i necessitàvem calcular el fregament, varem calcular l'energia mecànica inicial a dalt de la rampa i l'energia mecànica al final. Desprès restarem l'energia mecànica inicial a la final per obtenir l'energia perduda per causa del fregament.
Però hi havia un problema, per calcular l'energia cinètica necessitàvem saber la velocitat, així que vam cronometrar eltemps que tardava el cos en recórrer la distància d'1m a partir del final del pla inclinat, considerant el moviment com un MRU (moviment rectilini uniforme).
 
Varem dividir l'experiment en quatre parts, en que canviava un factor de l'experiment, però tots els altres es quedaven iguals.
 
MassaAquesta part consistia en veure com afectava la massa al fregament.
Varem deixar caure per el plainclinat una botella d'aigua, primer buida i després plena, que pesaven 175,1g i 500g respectivament.
Si mirem la taula observem que quan més massa té un objecte més li afecta el fregament, per tant podríem dir que quan més massa, més fregament, però també hem de tenir en compte que encara que augmenti el fregament, també augmenta l'energia mecànica, i el percentatge d'energia perduda és més o menysel mateix encara que augmenti la massa.
 
VolumAquesta part de l'experiment consistia en observar com afectava el volum d'objectes amb la mateixa massa.
Varem deixar caure pel pla dues botelles, una d'aigua (la de la primera part de l'experiment) i una altra més gran, totes dues amb una massa aproximada de 175g.
Si observem la taula veiem que quan més volum té un objecte més li afecta elfregament, cosa lògica ja que té més superfície de contacte amb el pla que és el que li ocasiona el fregament.
 
 
RugositatAquesta tercera part de l'experiment consisteix amb descobrir com afecta la rugositat de la superfície del pla inclinat al fregament.
Varem deixar caure pel pla una sola botella, de 46,1g, primer sobre la mateixa fusta, i després col·locarem una bufanda sobre aquesta, i...