Experiencia 5

FUERZA DE ROZAMIENTO.

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RESUMEN. En este documento se pretende demostrar la aplicación de las leyes de Newton, principalmente la tercera ley del movimiento; mediante la determinación de los coeficientes de fricción existentes en el roce de dos superficies.

PALABRAS CLAVES. Fricción, Fuerza de rozamiento, Coeficiente de rozamiento, Fuerza de rozamiento estática, Fuerza de rozamiento dinámica.

ABSTRACT. This document tries to demonstrate the application of Newton's laws, mainly the thirst law of motion; by determining the coefficients of friction existing on the two surfaces rubbing.

Keywords. Friction, Frictional Force, Coefficient of friction, Static friction force, Dynamic friction force.

INTRODUCCIÓN

El movimiento de partículas sobre superficies es otro eje de estudio de la física. En esta práctica éste tema es central, la fuerza de rozamiento y las distintas maneras en que se presenta.

En esta práctica se comprenderá de forma analítica varios casos de fricción con distintas superficies.

1. PROCEDIMIENTO

1. Coeficiente de fricción estático – superficies en contacto.

1. Se colocó inicialmente el plano en posición horizontal con 𝜃=0°, sobre el plano el bloque de madera de tal forma que la superficie de mayor área del objeto quede sobre el plano.
2. Se hizo girar el plano respecto al punto de giro P, hasta que el objeto comenzó a deslizarse sobre el plano.
3. Se registró la medida del ángulo.
4. Se repitió el proceso anterior con un bloque de aluminio y uno de caucho.

1. Coeficiente de fricción estático – área de contacto.

1. Se efectuó el procedimiento anterior nuevamente, pero esta vez con el área menor del bloque en contacto con el plano.

1. Se registraron los datos en una tabla de datos (Tabla 1).

Tabla 1. Tabla de datos.

1. ANALISIS

1. Se realizó el DCL (Diagrama de Cuerpo Libre) para el bloque y se indicaron las fuerzas que actúan sobre él.

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Figura 1. DCL del bloque.

1. En este instante el bloque presenta un movimiento inminente, es decir, el punto justo, antes de que el bloque comience un movimiento sobre el plano. En este caso la fuerza de rozamiento alcanza su máximo valor, pero sigue siendo igual a la fuerza que se aplica; por lo que la sumatoria de fuerzas será nula, así el objeto se encontraría en estado de equilibrio. 

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Sumatoria de fuerzas en Y

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Sumatoria de fuerzas en X

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Con la ecuación que permite hallar la fricción (Ecuación 1.) se despeja el coeficiente de fricción y la ecuación (Ecuación 2.) que permite hallarlo.

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Ecuación 1. Fricción estática.

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        Ecuación 2. Coeficiente de fricción.

1. El coeficiente de fricción despejado corresponde a un coeficiente fricción estático, pues se halló utilizando los datos obtenidos en la experiencia, los cuales fueron tomados en el momento en que el objeto presentaba un movimiento inminente y se encontraba en estado de equilibrio, por lo tanto no había desplazamiento sobre el plano.

1. Coeficiente de fricción de la madera.

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