Practica 9 Esime

Práctica No. 9


COEFICIENTES DE FRICCIÓN



Objetivos


El alumno distinguirá claramente la diferencia entre una fuerza de fricción estática y una fuerza de fricción cinética, identificando algunos de los factores que influyen en el valor de dicha fuerza, calculando además el coeficiente de fricción estático, cinético y por rodamiento para diferentes materiales.

IntroducciónTeórica

Hemos observado que cuando un cuerpo es puesto en movimiento sobre una mesa horizontal al cabo de un tiempo se detiene; lo anterior es debido a que el cuerpo experimenta una resistencia a su movimiento, dicha resistencia que disminuye la velocidad del cuerpo es la llamada Fuerza de Fricción, la cual representaremos por [pic].

En realidad siempre que un cuerpo se desliza, o tiende adeslizarse, sobre otro aparece una fuerza de fricción paralela a la superficie de contacto y contraria al movimiento (figura 25)

[pic]
Figura 25

Tipos de Fuerzas de Fricción

Estática [pic]
Por deslizamiento
Cinética [pic]
Fuerzas de
Fricción
Por rodamiento [pic]
La fuerza de fricción estática ([pic]) es la fuerza mínima que se requiere para romperel reposo relativo de dos cuerpos en reposo. (figura 26 A).

La fuerza de fricción cinética ([pic]) es la que aparece cuando dos cuerpos en contacto se mueven con velocidad relativa constante uno respecto al otro. (figura 26 B).

[pic]
(A) (B)

Figura 26



La fuerza de fricción por rodamiento ([pic]) es la que aparece cuando un cuerpo de sección circularrueda con velocidad constante, sin resbalar, sobre otro cuerpo, ( ver figura 27).


[pic]




Figura 27





Fuerza normal


Como se observa en las figuras 25, 26 y 27; siempre que un cuerpo se posa sobre una superficie el peso del mismo provoca una fuerza de reacción en sentido contrario y perpendicular a la superficie; llamada fuerza normal (ver figura 28).

Lafuerza normal es importante, ya que influye directamente en el valor de la fuerza de fricción entre 2 superficies.
[pic]

Figura 28





Coeficientes de fricción


Se ha detectado experimentalmente, que cada par de materiales en contacto tiene una característica de fricción constante para si mismos; pero que difiere respecto de otros materiales. A esta constante se le denominacoeficiente de fricción y su conocimiento ha revolucionado el estudio del rozamiento al grado de que en la actualidad hay una gran diversidad de tablas de valores que contienen los coeficientes de la mayoría de los materiales y que facilitan el análisis de problemas donde se presenta el rozamiento.

Existen tres tipos de coeficientes de fricción:

1. Coeficientes de Fricción Estático.Se define como la razón que existe entre la magnitud de la fuerza de fricción estática ([pic]) y la magnitud de la fuerza normal (N).


[pic]- - - - - - - - - - (1)
2. Coeficiente de Fricción Dinámico.


Se define como la razón que existe entre la magnitud de la fuerza de fricción dinámica ([pic]) y la magnitud de la fuerza normal (N).


[pic] - - - - - - - - - -(2)3. Coeficiente de Fricción por Rodamiento.


Se define como la razón que existe entre la fuerza de fricción por rodamiento ([pic]) y la magnitud de la fuerza normal (N) multiplicada por el radio del cuerpo (r).


[pic] - - - - - - - - (3)

El Plano Inclinado


Con las ecuaciones (1), (2) y (3) se pueden determinar fácilmente los coeficientes de fricción entre dosmateriales en contacto, en un plano horizontal, sin embargo, a fin de tener un elemento de comparación se determinarán los coeficientes, utilizando un plano inclinado


A.- Determinación de µS.
Si colocamos un bloque sobre un plano e inclinamos este último hasta tal punto que el bloque comience a deslizarse hacia abajo, tendemos lo siguiente:


Cos θ = [pic]max


[pic]max Es el...