Rozamiento

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN
MACROPROCESO DE RECURSOS E INFRAESTRUCTURA ACADÉMICA
FORMATO PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Fecha: Junio de 2012

Código: GRL-006

Versión: 4.0

INFORMACIÓN BÁSICA
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:
Rozamiento Estático y Cinético

PRACTICA: 9

ASIGNATURA:
Física Mecánica
TEMA DE LA PRÁCTICA:
Fricción entre materiales
LABORATORIO A UTILIZAR:
Laboratorio de FísicaC 301
CONTENIDO DE LA GUÍA
OBJETIVOS




Establecer experimentalmente la fricción a nivel de un sistema estático y dinámico.
Estudiar la fricción entre materiales de diferentes características.
Determinar el coeficiente de rozamiento estático y cinético para 2 superficies en contacto.

INTRODUCCIÓN
Esta guía de laboratorio va dirigida a estudiantes del área de Ingeniería. Seestudiarán las características de
algunos materiales desde el ámbito de la fricción. Se reconocerá a nivel experimental la fricción dinámica y
estática. Este tema resulta de gran importancia por la incorporación de fricción a la segunda Ley de Newton.
M ARCO TEÓRICO
En la mayoría de los sistemas físicos, los efectos de la fricción no son fácilmente predecibles, o incluso
medibles. Las interaccionesentre objetos que c ausan resistencia al movimiento parecen ser debidos a
efectos microscópicos, las irregularidades de las superficies, pero también en parte a las interacciones a nivel
molecular. Sin embargo, aunque no se entienden los fenómenos totalmente, hay algunas prop iedades de la
fricción que se mantienen para la mayoría de los materiales bajo muchas condiciones diferentes.
Laecuación que define la fuerza de fricción estática para un sistema en reposo es:

Fs  s N (1)
donde

s

es el coeficiente de rozamiento estático y

N es la fuerza normal que actúa sobre el bloque:

N  Mg

(2)

Ahora, si consideramos un sistema dinámico donde un bloque de masa M se sitúa sobre una mesa nivelada
unido mediante un hilo a una masa ( m ) que cuelga de una polea comoindica la figura 1. Cuando se libera la
masa y comienza a caer, el bloque se desplazará a lo largo de la mesa. Considerando a mbas masas como
un solo sistema, el diagrama de cuerpo libre incluye dos fuerzas: la fuerza de la gravedad que actúa sobre m
y la fuerza de rozamiento cinético que actúa sobre M .
De acuerdo con la segunda Ley de Newton, la suma vectorial de las fuerzas es igual a la masatotal del
sistema multiplicado por la aceleración del sistema. Para este análisis debe tener presente que el sistema de
referencia se puede tomar con respecto al eje del movimiento de M o m .

 F  mg  F

k

 (M  m)a

(3)

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MACROPROCESO DE RECURSOS E INFRAESTRUCTURA ACADÉMICA
FORMATO PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Fecha: Junio de 2012

dondeCódigo: GRL-006

Fk es la fuerza de rozamiento cinético que viene dada por:
Fk  k N

Donde

Versión: 4.0

k

es el coeficiente de rozamiento cinético y

(4)

N es la fuerza normal que actúa sobre el bloque:

N  Mg

(5)

Despejando el coeficiente de rozamiento cinético, resulta:

k 

mg  ( M  m)a
(6)
Mg

En general, el coeficiente de rozamiento cinético del bloquedepende solamente del tipo de materiales que
friccionan entre sí. El coeficiente de rozamiento estático se obtiene al considerar en la ecuación 6 el valor de
la aceleración nulo, ya que por lo general se evidencia al realizar un movimiento rectilíneo uniforme, de esta
forma se obtiene:

S  m M

(7)

ACTIVIDAD PREVIA (incluir en el pre-informe)
La siguiente actividad tiene como objetivo,realizar un análisis preliminar a la fuerza de rozamiento.
 Ingrese a la siguiente dirección: http://www.youtube.com/watch?v=QWtO9H8-vjc
 Interactúe con el video y compleméntelo con lecturas de los textos guía.
Cada integrante del grupo en forma individual y auténtica debe realizar un cuadro sinóptico o mapa
conceptual del tema tratado.
METODOLOGÍA A UTILIZAR
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Cada grupo...