Pr ctica N 9

UNIVERSIDA DEL CAUCA
ROZAMIENTO

OBJETIVOS:
1. Verificación de la descomposición de fuerzas en el plano inclinado.
2. Determinar experimentalmente los valores del coeficiente de rozamiento estático y del coeficiente de rozamiento cinético para dos superficies particulares.

MÉTODO:
1. Con el plano en posición horizontal, coloque el bloque de madera sobre éste y pase la cuerda por la polea hastauna pesa de gancho o porta-pesas, y en ésta forma podemos calcular el coeficiente de rozamiento estático y cinético.
2. Con el plano inclinado y en la misma forma que en el método (1), podemos calcular el coeficiente de rozamiento estático y cinético midiendo el ángulo que forma el plano inclinado con la horizontal.
TEORÍA:
Si se suponen las superficies de contacto lisas, la fuerza ejercida porcada una de las superficies sobre la otra es normal a ambas y se pueden mover libremente la una respecto a la otra. Para superficies rugosas éstas desarrollan fuerzas tangenciales que se oponen al movimiento de una superficie respecto a la otra; en la realidad ninguna superficie es lisa.

Cuando dos superficies están en contacto, aparecerán fuerzas tangenciales, llamadas fuerzas de rozamiento,siempre que se intente mover una superficie con respecto a otra. Por otro lado, estas fuerzas de rozamiento están limitadas en magnitud de manera que no impiden el movimiento si se aplican fuerzas de valores suficientemente altos.


Limitaremos nuestro estudio al rozamiento seco, es decir, a situaciones en que intervienen cuerpos rígidos en contacto con superficies no lubricadas.


Las leyes delrozamiento seco. Coeficientes de rozamiento. Las leyes del rozamiento seco se
entenderán mejor con el siguiente experimento. Un bloque de peso W se coloca sobre una superficie plana horizontal (figura 1a). Las fuerzas que actúan sobre el bloque son su peso W y la reacción de la superficie.





Fig, 1a


Como el peso no tiene componente horizontal, la reacción de la superficie tampoco tiene componentehorizontal; la reacción es pos consiguiente normal a la superficie y está representada por N.
Supongamos que una fuerza horizontal P se aplica al bloque (figura 1b). Si P es pequeña, el bloque no se moverá; por consiguiente, debe existir otra fuerza horizontal que equilibre a P. Esta otra fuerza es la fuerza de rozamiento estática F, la cual es la resultante de un gran número de fuerzas que actúansobre toda la superficie de contacto entre el bloque y el plano. La naturaleza de estas fuerzas no se conoce exactamente, pero generalmente se supone que se deben a las irregularidades de las superficies en contacto y, también, en cierto modo a la atracción molecular.





Fig., 1b


Si se aumenta la fuerza P, la fuerza de rozamiento F también aumenta, continuando su oposición a
P, hasta que sumagnitud alcanza un valor máximo F (figura 1c). Si P se aumenta aún más, la
Fuerza de rozamiento no puede continuar equilibrándola P el bloque empezará a deslizarse.


Fig., 1c,


Tan pronto como el bloque se ha puesto en movimiento, la magnitud de F disminuye de Fmax a un valor menor Fk. Esto se debe a que hay menor interaccion entre las irregularidades de las superfices en contacto cuando ellasestán en movimiento, la una con respesto ala otra .de aquí en adelante, el bloque continua deslizándose con una velociadad crecientemientras que la fuerza de rozamiento, designada por Fk y llamada fuerza de rozamiento cinetica permanece aproximadamente constante.
La evidencia experimental muestra que el máximo valor Fmax de la fuerza de rozamiento estatico es proporcional ala componente normal N dela reacción de la superficie.
Fmax = μS N
Donde μS es una constante llamada coeficiente de rozamiento estatico.
Análogamente, la magnitud Fk de la fuerza de rozamiento cinético puede escribirse:
FK= μK N
Donde μK es una constante llamada coeficiente de rozamiento cinético.

Los coeficientes de rozamiento μ y μk no dependen del área de las superficies en contacto. Ambos coeficientes, sin...