DINAMICA 2 (ROZAMIENTO)

DINAMICA 2 (ROZAMIENTO)

Laura Valentina Torres (2903929), Sergio Torrejano (2903938), Nicolás Herrera ( 2903946), Sergio Moncada (2903958)

Ingeniería Industrial

Profesora: Ericka Herazo

Universidad militar nueva granada

12/10/2020

DINAMICA 2 (ROZAMIENTO)

Laura Valentina Torres (2903929), Sergio Torrejano (2903938), Nicolás Herrera (2903946), Sergio Moncada (2903958)

Informe laboratorio #8

Ericka Herazo Berdugo

Bogota

Lab física 8

Universidad militar nueva granada

12/10/2020

DINAMICA 2 (ROZAMIENTO)

OBJETIVOS:

Objetivo General:

Analizar e interpretar mediante análisis dinámico las diferentes opciones de movimiento para un sistema de dos bloques conectados mediante una cuerda ligera, según figura.

Objetivos Específicos:

• Hallar el rango de valores de m en términos de M, para las diferentes opciones de movimiento del sistema.

 • Interpretar y describir desde el punto de vista físico el movimiento del sistema como modelo idealizado ( no fricción en ninguna parte del sistema).

• Interpretar y describir desde el punto de vista físico el movimiento del sistema teniendo en cuenta fuerzas de fricción entre el bloque de masa M y la superficie

• Hallar la máxima fuerza de rozamiento estático e interpretar, por qué esta se define mediante una desigualdad (fs ≤ µsN).

• Determinar y verificar que la fuerza de rozamiento cinética es menor que la máxima fuerza de rozamiento estático.

MARCO TEORICO: (DINAMICA 1)

1. Definición de la aceleración.

La aceleración la tiene un objeto cuando varia su velocidad en el transcurso del movimiento del objeto, ya sea en modulo o en dirección, por lo cual la aceleración es una magnitud vectorial. Cuando el objeto incrementa su velocidad se le llama aceleración y cuando esta velocidad disminuye se habla del frenado del objeto, cuando se habla del cambio de dirección de un objeto se habla de aceleración normal o centrípeta.

Se mide en m/s^2.

Una aceleración conocida es la gravedad

[pic 1]

1. Relación fuerza-aceleración.

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta(la suma vectorial de todas las fuerzas actuando sobre el objeto) aplicada sobre el objeto y es inversamente proporcional a su masa. básicamente que entre mas fuerte sea el movimiento más rápido se moverá y mientras la masa sea mayor el movimiento será más lento.

[pic 2]

1. Cinemática lineal.

Es la rama de la biomecánica que estudia y describe los movimientos no considerando la causa que lo produce, esta cinemática está directamente relacionada con los movimientos lineales y curvos

Es en esta cinemática se deben tener en cuenta las siguientes variables:

• Temporales: tiempo, frecuencia, periodo.
• Espaciales: distancia y desplazamiento.
• Espacio - temporales: velocidad, rapidez y aceleración.

Variables temporales: en estas variables se toma en cuenta el tiempo, teniendo como medida básica de tiempo los segundos, sin embargo, también tenemos las horas, los días y demás, se tiene en cuenta la frecuencia con la cual se realiza el movimiento y el periodo.

Variables espaciales: estas variables están directamente relacionadas con el desplazamiento o recorrido que tenga un objeto en un determinado espacio y tiempo, se tiene en cuenta la posición, desplazamiento, distancia y demás variables.

Variables espacios temporales: están variables tienen en cuenta la variación espacial y la relacionan con el tiempo en el que se realiza el movimiento, por lo que las variables en esta corresponden a la rapidez y velocidad, su unidad de medida comuen es el metro sobre segundo (m/s).

1. Del libro Física universitaria SEARS- ZEMANKY-YOUNG. Volumen 1. Estudiar y analizar el ejemplo: Dos cuerpos con la misma magnitud de aceleración. Dependiendo de la edición, las páginas son: Decimotercera edición. Página 145.

Usted empuja una bandeja de comida de 1.00 kg, sobre el mostrador del comedor, con una fuerza constante de 9.0 N. Al moverse, la bandeja empuja un envase de leche de 0.50 kg (figura 5.14a). La bandeja y el envase se deslizan sobre una superficie horizontal tan grasosa que puede despreciarse la fricción. Obtenga la aceleración de la bandeja y el envase, y la fuerza horizontal que la bandeja ejerce sobre el envase de leche.

Método uno:

Solución

[pic 3]

[pic 4]

Sustituimos este valor en la ecuación del envase y obtenemos

[pic 5]

Método dos: La componente x de la segunda ley de Newton para el cuerpo compuesto con masa m es

[pic 6]

La aceleración de este cuerpo compuesto es:

[pic 7]

Ahora examinamos el envase de leche solo y observamos que, si queremos impartirle una aceleración de 6.0 ms 2, la bandeja deberá ejercer sobre él una fuerza de

[pic 8]

[pic 9]

ANALISIS:

En los métodos anteriores se hizo uso de las leyes de newton (segunda y tercera) al analizar el primer método observamos que toman dos masas independientes y hacen su respectivo diagrama de cuerpo libre las cuales son la leche y la bandeja se aplica la fórmula para hallar la aceleración del envase y la bandeja

[pic 10]

 una vez tenemos ese valor tomamos la ecuación para la fuerza horizontal y remplazamos

[pic 11]

Y ese valor de 3.0 N es la fuerza horizontal que se necita para mover la bandeja y el envase a una aceleración de 6.0 m/s2

Y a diferencia del método 1 acá toman la masa como una masa compuesta que es la suma de las dos masas anteriores es decir 1.00 kg+ 0.50 kg = 1.50 kg y remplazamos en la ecuación correspondiente a la aceleración

[pic 12]

Obteniendo esta aceleración se puede hallar la fuerza que necesita

[pic 13]

en conclusión, los métodos al tener una misma magnitud y dirección de aceleración se pueden tomar los cuerpos como una masa compuesta como se observó en el método dos

1. De acuerdo al ejemplo realizar el siguiente ejercicio. Máquina de Atwood Una carga de 20kg cuelga al extremo de una cuerda que pasa por una polea pequeña sin fricción y tiene un contrapeso de 35kg en el otro extremo Calcule al magnitud de la aceleración hacia arriba de la carga y la tensión de la cuerda mientras la carga se mueve.

[pic 14]

M1= 20kg

M2= 35kg

M2*g*T=M2*a

T*M1*g=M1*a

(M2*g)(M1*g)=(M1+M2)*a

(M2-M1)*g=(M1+M2)*a

a=(M2-M1)*g/M1+M2

a=(35kg – 20kg) *(9.8m/s^2)/20kg+35kg

a=2.67 m/s^2

T= M1*a+M1*g

T=M1(a+g)

T= M1(M2-M1)*g/(M1+M2)*g

T=(2M1*M2)/(M1+M1)*g

T=(2*20 kg*35kg/ 55kg)*9.8 m/s^2

T= 249.45 N

PROCEDIMIENTO:

Se realiza una toma de datos dejando caer el bloque de masa m desde una altura h, así registrando la posición en función del tiempo del bloque de masa M (carro) que se desliza sobre la mesa, teniendo en cuenta el coeficiente de rozamiento que se debe hallar de cada material, obtenido a partir de la diferentes variables necesarias para el laboratorio como aceleración, tensión y demás fuerzas.

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

COEFICIENTES ESTATICOS DE ROZAMIENTO:

Acrílico formica [pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

Promedio pendiente

[pic 24]

Desviación estándar

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Ecuación de [pic 28]

[pic 29]

COEFICIENTES ESTATICOS DE ROZAMIENTO:

Caucho formica [pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

Promedio pendiente

[pic 35]

Desviación estándar

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

Ecuación de [pic 39]

[pic 40]

COEFICIENTES CINETICOS DE ROZAMIENTO:

Acrílico formica [pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

...