Desplazamiento sobre un plano

Física. Cinética. Estática. Fuerza de fricción y de roce. Coeficiente de fricción estático y dinámico

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INTRODUCCION

El deslizamiento de un cuerpo sobre la superficie de otro se le llama fuerza de fricción o roce por deslizamiento, la causa principal radica en que las superficies de los cuerpos en contacto no son completamente lisas, sino mas o menos ásperas.

La fuerza de rozamiento alcanza su valor máximo en el momento en que comience a moverse uno de los cuerpos.

Cuando aparece la fuerza de rozamiento el reposo relativo de un cuerpo se le llama fuerza de fricción estática, y cuando la fuerza de rozamiento actúa durante el deslizamiento de un cuerpo se llama fuerza de fricción cinética.

Para dejar mas claro el concepto de lo que es roce se dice que es la fuerza que se opone al movimiento y por ello en los diagramas se expresa con sentido opuesto al deslizamiento de un cuerpo sobre el plano.

OBJETIVOS:

Determinar el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción dinámico entre dos superficies en contacto.

MARCO TEORICO:

FUERZA DE FRICCIÓN O ROCE POR DESLIZAMIENTO: Es la resistencia al deslizamiento de un cuerpo sobre la superficie de otro, la causa principal de este rozamiento radica en que las superficies de los cuerpos en contacto no son completamente lisas, sino mas bien un poco corrugadas, variando el material con que estén constituidas esta superficies; debido a esto al trasladar un cuerpo sobre la superficie de otro, se requiere cierta fuerza para superar la resistencia que se opone al movimiento relativo entre estos dos cuerpos.

FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA: Es cuando aparece la fuerza de rozamiento en reposo relativo de un cuerpo.

FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA: Es cuando la fuerza de rozamiento actúa durante el deslizamiento de un cuerpo.

MATERIALES USADOS

  • Caja de madera

  • Pesas de diferente calibre (en gramos)

  • Polea

  • Mecate o cabuya

  • Plano inclinado

  • Cronometro

  • Porta pesas

PROCEDIMIENTO

COEFICIENTE DE FRICCIÓN ESTÁTICO

  • Instalamos la tabla de inclinación graduada, inclinando el plano en un ángulo tal que no permita el movimiento de los cuerpos ( ni la caja de madera ni el porta pesas) , tomamos un ángulo de 25°.

  • Se Colocan varias pesas en el porta pesas hasta que el peso que vamos a ir agregando haga que la caja de madera se mueva.

  • Luego se colocan pesas en la caja hasta detener el sistema para colocar después mas pesa en el porta pesas y hacerlo mover de nuevo y así se obtuvieron los siguientes datos...

EXPERIENCIA

1

2

3

4

5

Wa (N)

1.97

2.46

2.86

3.35

4.01

Wb (N)

2.49

2.99

3.96

4.45

4.94

Ff (N)

0.22

0.22

0.46

0.46

0.40

Na (N)

1.78

2.23

2.59

3.03

3.63

Wa = peso de la caja de Madera ( masa por la gravedad)

Wb = peso del porta pesas

Ff = fuerza de fricción estática ( Ff = Wb - Wa * sen de 25° )

Na = Fuerza normal que actúa en la caja de madera ( Na = Wa * cos de 25° )

1, 2, 3, 4 y 5 = Numero en que se repitió la experiencia.

Todas las fuerzas están expresadas en Newton

Masa del porta pesas = 105, 8 gr.

Masa de la caja = 202,5 gr.

COEFICIENTE DE FRICCIÓN DINÁMICO

+ Realizamos el procedimiento parecido al anterior, con la excepción de que le agregamos pesas al porta pesas, hasta notarse que el sistema comienza a moverse de tal forma que al incrementar la masa en la caja, el sistema se ponga en movimiento relativo permanente.

+ Luego llevamos la caja a la parte inferior de la rampa, escogiendo una distancia x, que para nosotros fue de 22 cm., sin tomar en cuenta la longitud de la caja; y con el cronometro medimos el tiempo por 5 veces que se necesita para que la caja recorra la distancia al agregarle pesas al porta pesas.

T1 = 3.26 seg

T2 = 4.60 seg

T3 = 3.63 seg

T4 = 4.38 seg

T5 = 3.84 seg.

Tiempo promedio = 3.94 seg.

Ff = Wb - Wa * sen 25 ° - ( Ma + Mb ) * 2x / t2

Ff = 2.49 N - 1.97 N * sen 25° - ( 0.1058 gr + 0.2025 gr ) * ( 2 * 22 cm ) / 15.52 seg.

Ff = 0.65 Newton.

Uk = Ff / N

Uk = 0.65 N / 1.78 N Uk = 0.37

DESLIZAMIENTO SOBRE UN PLANO

INFORME SOBRE RECOMENDACIONES PARA EL LABORATORIO

EL SIGUIENTE INFORME PRESENTA LAS NECESIDADES PRIMORDIALES QUE NOSOTROS COMO ALUMNOS CURSANTES DE LA MATERIA LABORATORIO DE FÍSICA HEMOS PODIDO OBSERVAR DURANTE ESTE SEMESTRE EN EL LABORATORIO :

+ EN PRIMER LUGAR QUEREMOS HACER HINCAPIÉ EN LA LIMPIEZA YA QUE MUCHAS VECES CUANDO LLEGAMOS A CLASE NOS ENCONTRAMOS CON UN LABORATORIO SUCIO, CON PAPELES EN EL PISO Y LAS MESAS Y TENIAMOS QUE IR A BUSCAR LA Sra. DE LIMPIEZA PARA QUE ASEARA EL LUGAR; RECOMENDAMOS QUE CADA VEZ QUE SE TERMINARA LA CLASE PASARA LA Sra. LIMPIANDO PARA ASI TENER UN LUGAR AGRADABLE PARA TRABAJAR.

+ POR OTRA PARTE QUEREMOS PROPONER LA IDEA DE QUE ESTANDARICEN LAS GUIAS DE PRACTICA, LAS EMPASTEN EN UN LIBRO LAS DE TODO EL SEMESTRE Y LAS VENDAN A LOS ALUMNOS CURSANTES DE LA MATERIA PARA ASI EVITAR LA MOLESTIA Y LA TARDANZA QUE LE CAUSAMOS AL PROFESOR AL MOMENTO DE IR A SACAR LAS COPIAS, YA QUE A VECES LA FOTOCOPIADORA DEL INSTITUTO NO SIRVE Y DEBEMOS IR A AFUERA A SACARLAS.

+ ME QUIERO REFERIR A LOS MESONES DE TRABAJO LOS CUALES SON UN POCO INCOMODOS A LA HORA DE TRABAJAR Y DEBERÍAN ESTAR EQUIPADOS MEJOR.

+ TAMBIEN SE DEBERIA NOMBRAR A UNA PERSONA QUE ESTE PENDIENTE DE LA INSTALACIÓN, MANEJO Y DESMONTAJE DE EQUIPOS, PUES CON UNA SOLO MANO EN LOS EQUIPOS SE EVITA QUE SE DAÑEN Y DESPUÉS NO SE SEPA NI SIQUIERA QUIEN LO HIZÓ.

+ CREO QUE HACEN FALTA EQUIPOS PARA LAS PRACTICAS DE ELECTRICIDAD YA QUE EN ALGUNA OCACIÓN QUEDAMOS FALLOS EN LOS MESONES DE INDUMENTARIA.

+ SE DEBEN REVISAR DETALLADAMENTE LOS INTRUMENTOS COMO CARROS, POLEAS, BALANZAS POR QUE DEBEMOS RECORDAR QUE DE VEZ EN CUANDO NECESITAN MANTENIMIENTO PARA QUE ASI FUNCIONEN MEJOR, YA QUE ESTOS INSTRUMENTOS SE PEGAN.

+ EL AIRE ACONDICIONADO TAMBIEN DEBE SER REVISADO PORQUE ES INSUFICIENTE, Y ARREGLAR LA PUERTA PARA ASI APROVECHARLO MEJOR, POQUE CUANDO EL SOL CALIENTA EL CALOR SE HACE MUY FASTIDIOSO.

+ EN GENERAL ESTAS SON LAS OBSERVACIONES PRINCIPALES QUE HICIMOS Y CREO QUE SE DEBEN TOMAR UN POCO EN CUENTA PARA EL MEJORAMIENTO DE LA INSTITUCIÓN Y PARA LA MOTIVACIÓN DE ALUMNOS VENIDEROS, PORQUE CON UN BUEN EQUIPO DE TRABAJO UNO PUEDE IMPRESIONARSE Y APRENDER MAS ACERCA DE LAS CIENCIAS QUE ESTUDIAN LOS ACONTECERES DIARIOS.

CONCLUSIONES

|

Mientras mas áspera sea la superficie, mayor será la fuerza de roce.

Mientras mayor sea la fuerza de roce mayor será la fuerza a aplicar para que se pueda dar el movimiento del objeto.

El ángulo de elevación en este experimento no podía ser tan elevado para que la caja de madera no se fuera para atrás.

Solo en la caja de madera se ejerce la fuerza normal, por estar apoyada en un plano.

La rama de la física que estudia el movimiento se llama Cinética y la que estudia el reposo se llama Estática.