Coeficiente de rozamiento. Fisica I

Coeficiente de rozamiento

Fisica I

Coorporación Autónoma de Nariño

Pasto

Selena Martínez

Nathalia Guerrero

Santiago Guerrero

Facultad de Ingeniería Electrónica

AUNAR

Pasto, Colombia

Abstract— This document presents the experimental and analytical results of the coefficient of friction in four different materials on a surface at different distances with respect to time and with different weights. The coefficients calculated in the materials cloth, sandpaper, agglomerate, wood were 0.328, 0.0.432, 0.601, 0.337 respectively using 9.78m / s2 gravity corresponding to the city of Pasto.

Keywords— acceleration; distance; friction; gravity; time.

Resumen—En este documento se presentan los resultados experimentales y analíticos del coeficiente de rozamiento en cuatro diferentes materiales sobre una superficie a diferentes distancias con su respectivo tiempo y con diferentes pesos. Los coeficientes calculados en los materiales paño, lija, aglomerado, madera fueron 0.328, 0.0.432, 0.601, 0.337 respectivamente usando como gravedad 9.78m/s2 correspondiente a la ciudad de Pasto.

Palabras Clave—aceleracion; rozamiento; gravedad; tiempo; distancia.

1. Introducción

     La dinámica es la rama de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con los motivos o causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación [1].

     El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante [2].

     El coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción relaciona la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto según la intensidad del apoyo mutuo que experimentan. Es un coeficiente adimensional. Usualmente se representa con la letra griega μ (mi) [3].

1. Objetivos

1. Objetivos Generales

• Calcular el coeficiente de rozamiento en cuatro materiales diferentes.

1. Objetivos Especificos

• Calcular la aceleración que tiene cada material frente a fuerzas no conservativas.

1. Marco Teórico

Los conceptos usados en este experimento fue el principio de movimiento uniformemente acelerado que está dado por la ecuación:

                              (1)[pic 1]

Donde:

X: Es la distancia

X0: Es la distancia inicial

V0: Es la velocidad inicial

a: La aceleración

t: Tiempo

Se despeja la aceleración de la ecuación original de movimiento uniformemente acelerado.

                                         (2)[pic 2]

Para la graficación de los resultados obtenidos de los lanzamientos se usó la ecuación de mínimos cuadrados y se proyecto a través de la herramienta digital Excel para calcular la recta más cercana en base a los puntos.

[pic 3]                          (3)[pic 4]

Se plantea la ecuación que permitirá encontrar el coeficiente de fricción dando como resultado la siguiente ecuación:

                                   (4)[pic 5]

Donde:

g: gravedad de la ciudad de pasto (9.78m/s2).

a: aceleración.

m: masa.

𝜇: coeficiente de fricción.

1. Metodologia

Teniendo como equipo de trabajo una polea un porta pesas, una cuerda y un bloque de madera cuyas cuatro caras tenían cuatro materiales diferentes (paño, lija, madera y aglomerado), por medio del uso de un metro de costura se plantean 10 distancias diferentes a las cuales se tomó un tiempo con cronometro para cada material, y posteriormente se calculó la aceleración de cada material con la ayuda de la herramienta digital Excel y la ecuación de mínimos cuadrados (3). Por consiguiente se usó dicha aceleración para encontrar el coeficiente de fricción con la ecuación (4) en cada material.

1. Resultados

Figura 1. Madera –Mesa

1. Analisis

Los valores tomados para la madera se muestran en la Figura 1 y Tabla 1, donde aplicando el método de mínimos cuadrados de la ecuación (3) y junto con el valor calculado analíticamente en la ecuación (2), obtenemos que los valores de la aceleración para la madera es:

[pic 10]

Después con dicho resultado teniendo en cuenta que la masa 1 tiene 100g y en la masa 2 se utilizó 35g, se calcula su coeficiente de rozamiento obteniendo:

...