Estudio del coeficiente de fricción estática y dinámica

Universidad del Valle Departamento de Física Experimentación Física I Laboratorio No. 2

COEFICIENTE  DE FRICCIÓN

1. OBJETIVO

Estudio del coeficiente de fricción estática y dinámica.

1. Objetivos específicos

• Medir el coeficiente de fricción estático entre dos superficies.
• Medir el coeficiente de fricción dinámico entre dos superficies.
• Analizar cómo afecta la fricción en el movimiento de un cuerpo sobre un plano inclinado.

1. SISTEMA EXPERIMENTAL

1. Materiales requeridos.

• Plano inclinado de madera
• Bloque de madera
• Escuadra de 45°. El ángulo lo puede medir a partir de distancias.
• Transportador ( descargue una aplicación en su celular, si es necesario)
• Polea.
• Un porta pesas con sus respectivas pesas.
• Nivelador (descargue una aplicación en su celular, si es necesario).
• Paño
• Computador portátil (opcional).

1. Montaje Experimental

La figura 1., ilustra el montaje experimental de la primera parte de la práctica, correspondiente al coeficiente de fricción estático.

[pic 1]

Figura 1. Esquema del montaje experimental experimental.

En la Figura 2 se muestra el montaje experimental de la segunda parte de la práctica correspondiente al coeficiente de fricción dinámico. La dirección de la fuerza de fricción depende de si el movimiento es de ascenso o descenso por la rampa.

[pic 2]

Figura.2. Esquema del segundo montaje experimental.

1. CONSIDERACIONES TEORICOS

1. Coeficiente de fricción estático.

ecuaciones        (4.3)        y        (4.4)        deducimos        que        el coeficiente de fricción dinámico μd queda,

m − m/

Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 1 tenemos:

μ  = 2        2

2 m1Cosα[pic 3]

(4.5)

m1 g Sen(θ ) − Ff = 0

(4.1)

Igualando Ff en las ecuaciones (4.3) y (4.4), se

obtenemos relación:

N = m1 g Cos(θ )

m + m/

y por lo tanto el coeficiente de fricción estático es:

m Senα =    2        2

(4.6)

1        2

μe = tan(θ )

(4.2)

Combinando las ecuaciones (4.5) y (4.6) y si el ángulo θ=45°, queda que

siendo θ el ángulo mínimo para que el bloque se

ponga en movimiento con respecto al plano.

m − m/

μ  =    2        2 [pic 4][pic 5][pic 6]

(4.7)

1. Coeficiente de fricción dinámico:

Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 2, cuando m1 se mueve hacia arriba del plano inclinado con velocidad constante, se tiene que

m + m/

(4.3)

m2 g − m1 g Sen(α) − Ff = 0

siendo m2 la masa mínima necesaria para que el cuerpo se mueva hacia arriba con velocidad constante. Cuando el m2 se mueve hacia abajo del plano con velocidad constante, se tiene que

• m/ g + m g Sen (α) − F = 0

(4.4)

2        1        f

...