Fuerzas De Roce Estático Y Dinámico

Experiencia N°2

“Fuerzas de roce estático y dinámico”

Resumen:

En este informe se trabaja principalmente con la primera ley de Newton, el principio de inercia, y como afectan las fuerzas de roce a esta ley. Para eso habrá 2 experimentos, el primero con un cuerpo en reposo en un plano inclinado en el que actúa la fuerza de roce estática, donde la superficie de contacto era entre aluminio y un filtro de material parecido a una alfombra. En el segundo un cuerpo también en el mismo plano inclinado, pero las superficies de contacto eran madera con aluminio en este caso, y ya en movimiento, por lo tanto afecta la fuerza de roce dinámica explicada posteriormente.

Introducción:

En este informe trataremos un experimento con roce estático y otro con roce dinámico, en los cuales se analizaran y evaluaran parámetros que afecten los cambios del estado de movimiento de un cuerpo cuando sobre el actúan fuerzas externas.

En el primer experimento se trabaja con el coeficiente de roce estático, que es una fuerza que se opone al movimiento, por ende, el objeto de interés aún no está en movimiento. Esta fuerza tiene un valor límite que es la fuerza de interés en el experimento 1. Lo que varía es el ángulo de inclinación y la altura a la que se encuentra el objeto, ambos en aumento, lo que provoca que la fuerza de roce estático aumente cada vez más, hasta llegar al límite que tuvo un valor de 0,25N.

Como objetivo en el primer experimento se requiere determinar el coeficiente de roce estático entre un par de superficies. Además se pueden colegir de su diagrama de cuerpo libre las siguientes formulas:

∑▒〖F_x=-f_s+mg*senθ〗

∑▒〖F_y=N-mg*cosθ〗

f_s=μ_s*N

μ_s=(mg*senθ)⁄(mg*cosθ)

En el segundo experimento se trabaja con la fuerza de roce dinámico porque el umbral de la fuerza necesaria para romper el reposo del cuerpo fue superado, provocando que el cuerpo esté en movimiento.

En este experimento, se requiere determinar el valor del coeficiente del roce cinético entre un bloque y una superficie de forma experimental. Del diagrama se pueden inferir las siguientes ecuaciones que sirven para determinar el valor del coeficiente de roce:

∑▒〖F_x=-f_k+mg*senθ=ma ⃗ 〗

∑▒〖F_y=N-mg*cosθ〗

f_k=μ_k*N

μ_k=(mg*senθ)/(mg*cosθ)-(m□(a ⃗ ))/(mg*cosθ)

Experimento N°1: “Roce Estático”

Objetivo:

Determinar el coeficiente de roce estático entre un par de superficies.

Materiales utilizados:

Bloque de madera

2 soporte universales

Una barra

Una regla

Dinamómetro

Montaje del experimento:

f_s=Fuerza de roce

N=normal

mg=peso

θ=ángulo elevacion de la barra

En este experimento, se varía la altura y ,manteniendo la distancia x constante, por lo tanto también cambia el ángulo θ.

La masa del bloque de madera utilizado en este experimento es de 114,20 g. El valor de aceleración de gravedad utilizado será de 9,8 m/s^2. El coeficiente de roce a calcular será entre la alfombra y la barra de aluminio.

Resultados y análisis:

X(m) Y(m) θ° μ_s f_s (N)

1,103 0,061 3,165 0,055 0,062

1,103 0,093 4,820 0,084 0,094

1,103 0,115 5,952 0,104 0,116

1,103 0,141 7,285 0,128 0,142

1,103 0,164 8,457 0,149 0,165

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