PRÁCTICA 5: ESTUDIO DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO

PRÁCTICA 5: ESTUDIO DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO

1. Objetivos de la práctica

 Interpretación de las fuerzas de rozamiento. Saber cómo se origina y se representa la fuerza de rozamiento.

 Calcular y comprobar el rozamiento de los cuerpos en distintas superficies de contacto.

 Resolver ejercicios de dinámica donde intervienen fuerzas de rozamiento.

2. Fundamento teórico

Llamamos fuerza de rozamiento a toda la fuerza opuesta al movimiento, la cual se manifiesta en la superficie de contacto de dos cuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tienda a moverse sobre otro.

La causa de la existencia de esta fuerza es la siguiente: las superficies de los cuerpos, incluso las de los aparentemente lisos, no son lisas; sino que presentan una serie de rugosidades que, al apoyar un cuerpo sobre otro, encajan entre sí, lo que obliga a aplicar una fuerza adicional a la del movimiento para conseguir vencer el anclaje posible.

Por lo tanto, la fuerza efectiva que hará que un objeto se mueva será:

[Fefectiva=Faplicada+Frozamiento]

El rozamiento es independiente de la velocidad y del valor de la superficie de los cuerpos en contacto. Esta fuerza sólo depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto y del grado de pulimento de sus superficies.

La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza que actúa sobre el móvil perpendicularmente al plano de movimiento. A ésta última se la denomina fuerza normal (N). También podemos decir que, la fuerza normal es opuesta al peso puesto que los dos se sitúan perpendiculares a las dos fuerzas que actúan: la fuerza aplicada y la de rozamiento.

Coeficiente de rozamiento:

• La fuerza de rozamiento se escribiría matemáticamente con la siguiente fórmula: Fr= µ·N, donde µ es un coeficiente característico de las superficies en contacto, denominado coeficiente de rozamiento.

• Este coeficiente es la relación que existe entre la fuerza de rozamiento y la que actúa sobre el móvil perpendicularmente a su plano por donde se desliza.

Rozamiento estático y dinámico:

• Rozamiento estático. Es aquel que dificulta que el cuerpo se ponga en movimiento. Este rozamiento existe incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Por ejemplo, si queremos empujar un objeto muy grande y pesado y hacemos una fuerza pequeña, el objeto no se moverá. Esto es debido a que la fuerza de rozamiento estática se opone al movimiento.

• Rozamiento dinámico. Si esa fuerza que estábamos ejerciendo la aumentamos, llegará un momento en que superemos esta fuerza de rozamiento y entonces será cuando el objeto se pueda mover.

Generalmente, el coeficiente de rozamiento estático es ligeramente superior al dinámico.

La expresión F = µ · N indica, en realidad, la fuerza mínima que hay que ejercer para lograr el movimiento del cuerpo y, por tanto, la fuerza máxima de rozamiento. Si el valor de la fuerza que se aplica es menor que este máximo el cuerpo no se moverá y se igualará a ella, anulándola.

3. Materiales y productos

 Taco de madera con distintas superficies en las caras.

 2 lijas de distinto grano (00 y 04).

 Dinamómetro.

 Una mesa lisa donde realizar el experimento.

 Calculadora.

4. Procedimiento

- Antes de realizar el experimento pesamos el taco de madera, con el que vamos a trabajar, en una balanza y anotamos su masa.

- A continuación, dibujamos tres tablas donde escribiremos los resultados que obtengamos de los distintos rozamientos en las distintas superficies de contacto.

- El experimento consistirá en hacer rozar un taco que contiene superficies distintas en sus caras (dos lisas, dos rugosas) en una mesa (lisa), una lija de grano grueso y una lija de grano fino. Sujetamos el dinamómetro de un lado mientras el otro está enganchado al taco y tiramos de él sobre la superficie.

- Hacemos entre 10 y 15 medidas de la misma cara sobre la misma superficie para tener más datos con los que trabajar y por lo tanto conseguiremos menos margen de error. OJO: siempre comprobando con el dinamómetro el error de 0; esto nos dará resultados mucho más exactos y verídicos.

- Entonces, anotamos todos los resultados que nos vayan saliendo y hacemos la media de esas distintas fuerzas.

- Comprobar, realizando cálculos, como la fuerza que realizamos con el dinamómetro tiene que ser mayor que la fuerza de rozamiento ya que si no, no se movería.

5. Resultados y conclusiones

1º. Completa con las medidas la siguiente tabla:

SUPERFICIE: MESA

Cara taco M 1 (N) M 2 (N) M 3 (N) M 4 (N) M 5 (N) M 6 (N) M 7 (N) M 8 (N) M 9 (N) M 10 (N) Promedio Normal (N) Coeficiente µ

Mayor lado.

0,3 0,4 0,39 0,38 0,3 0,32 0,31 0,3 0,4 0,4 0,35 1,41 0,24

Menor lado liso.

0,4 0,39 0,39 0,37 0,38 0,37 0,38 0,38 0,37 0,39 0,38

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