Practica Coeficiente de rozamiento

[pic 1]

Objetivo

Calcular el coeficiente de rozamiento estático y dinámico de un objeto con masa m en una superficie de madera mediante diversos procedimientos.

Fundamentos Teóricos

El rozamiento abarca toda resistencia que se opone a que un cuerpo resbale o ruede sobre otro. El rozamiento por deslizamiento es el que se produce cuando se desplaza una superficie en contacto con otra; es originado por las rugosidades de las dos superficies y depende de la naturaleza de éstas y de la fuerza que ejerce una superficie contra la otra, pero es independiente del área de las superficies en contacto. La fuerza de rozamiento está siempre dirigida en sentido contrario al movimiento. El coeficiente de rozamiento es un número adimensional característico de las superficies en contacto, que se define como la fracción de fuerza normal que es necesario aplicar tangencialmente para vencer el rozamiento; su valor estático es mayor que el valor dinámico que alcanza cuando ya se ha iniciado el movimiento.

[pic 2] N = Fn (Fuerza normal)

Movimiento hacia abajo

[pic 3] 

Las fuerzas sobre el cuerpo son:

• El peso mg
• La reacción del plano N
• La fuerza Fr de rozamiento que se opone al movimiento del cuerpo

De ahí despejamos las formulas y obtenemos que el coeficiente de rozamiento se obtiene a partir de:             Fr= μ mg cos θ      cuando:   N=mg cos θ  mg senθ =Fr

Despejamos y obtenemos la siguiente formula:

μ= tan θ

Materiales

Samsung Galaxy S6 (.6 kg)

Plano inclinado

Cabeza de jaguar (10 kg)

Báscula

Procedimiento

Tenemos un objeto de masa de .6kg  que esta sobre un plano inclinado con 30°  grados de inclinación, el objeto se va deslizar desde su punto de inicio, posteriormente, se va a calcular su coeficiente de rozamiento de la superficie inclinada que es de madera como se puede observar en la siguiente imagen:

[pic 4]

Aplicando las formulas primero obtenemos la fuerza normal que es igual a:

Fn=mg  sustituimos valores     Fn=(.6kg)(9.81m/s2)= 5.886 N

Para obtener los componentes en X y Y utilizamos lo siguiente:

X=Fn Cos 30°  X= 5.886 Cos 30°= 5.09 N

Y= Fn Sen 30° Y=5.886 Sen 30° = 2.943 N

Aplicando las formulas obtenemos que el coeficiente de rozamiento es:

μ= 2.943Ν / 5.09 Ν = .578

Comprobamos con la formula:

μ= tan θ

μ= tan 30° = .578

Si la masa cambia, por ejemplo: Un objeto de 10 kg sobre el mismo plano apunto de resbalar:

Fn=mg  Fn=(10 kg)(9.81m/s2)= 98.1 N

Obtenemos los componentes de X y Y

X= (98.1 N) (Cos 30°)= 84.957 N

Y= (98.1 N) (Sen 30°)= 49.05 N

Aplicando la fórmula para obtener el coeficiente de rozamiento:

μ= 49.05Ν / 84.957 Ν = .578

Comprobamos con la formula:

μ= tan θ

μ= tan 30° = .578

Conclusión

 Aplicando las formulas obtenemos que el coeficiente de rozamiento es igual a la tangente del ángulo, esto nos dice y nos comprueba que la masa del objeto no afecta sobre el resultado de este, ya que si la masa cambia el coeficiente de rozamiento seguirá siendo el mismo si el ángulo es el mismo, entonces lo que hace variar al coeficiente de rozamiento es la inclinación de la superficie si la calculamos de este modo.

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