FISICA. COEFICIENTE DE FRICCIÓN ESTÁTICO

OBJETIVO

Determinar el coeficiente de fricción estático entre dos superficies.

Determinar el coeficiente de fricción dinámico entre dos superficies.

MATERIALES Y REACTIVOS

Bloque de Madera

Plano Inclinado

Transportador

Juego de Pesas

Un Duceabrigo

Polea

PREALISTAMIENTO

Esta práctica no requiere alistamiento previo; los estudiantes deberán solicitar los materiales a la persona encargada del laboratorio, al inicio de la misma. Sin embargo, los alumnos adquieren el compromiso de leer y analizar la presente guía antes de ir al laboratorio; con el fin de aclarar dudas y establecer la forma en la que realizarán el trabajo en equipo.

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Para determinar el coeficiente de fricción estático y dinámico se procede a realizarse en dos partes:

COEFICIENTE DE FRICCIÓN ESTÁTICO

FIGURA 1

Del diagrama de fuerzas de la figura 1, se obtienen

Sumatoria de fuerzas en X

〖F_r-m〗_1 gsen(θ)=0 (ec1)

Sumatoria de fuerzas en Y

N-m_1 gcos(θ)=0 (ec2)

Haciendo uso de

F_r=μN

m_1 gsen(θ)=μ(m_1 gcos(θ))

μ=(m_1 gsen(θ))/(m_1 gcos(θ) ) (ec3)

Simplificando la ecuación anterior, dada la inclinación del ángulo se obtiene

tan⁡〖(θ)=〗 μ_e (ec4)

De esta ecuación podemos determinar el θ mínimo para que el bloque se ponga en movimiento con respecto al plano.

COEFICIENTE DE FRICCIÓN DINÁMICO

FIGURA 2

Del diagrama de fuerzas de la figura 2, cuando m_1 se mueve hacia arriba del plano con velocidad constante, se tiene que

m_2 g-m_1 gsen(θ)-F_r=0 (ec5)

Donde m_2 es la masa mínima necesaria para que el cuerpo se mueva hacia arriba con velocidad constante,

〖m_1 gsen(θ)-m'〗_2 g-F_r=0 (ec6)

Donde 〖m'〗_2 es la masa necesaria para que el cuerpo se mueva hacia abajo con velocidad constante.

De esta manera haciendo uso de las dos ecuaciones anteriores se obtiene que el coeficiente de fricción dinámico μ_d es:

μ_d=(m_2-〖m'〗_2)/(〖2m〗_1 cos(θ) ) (ec7)

Y despejando la F_r en las ecs. (5) y (6), he igualando se obtiene:

m_1 gsen(θ)=(m_2+〖m'〗_2)/2 (ec8)

Ahora reemplazando en la ecuación (7) , (8) y tomando θ=45° se tiene que

μ_d=(m_2-〖m'〗_2)/(m_2+〖m'〗_2 ) (ec9)

TEST DE CONOCIMIENTOS PREVIOS

En esta sección, los estudiantes deben presentar un quiz de forma escrita, e individual de lo visto en el video del enlace del punto anterior. En los anexos de estas guías se encontrarán las preguntas correspondientes a la evaluación de conocimientos

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