Laboratorio de Física II, Experimento Nº2 Dinámica y Roce

Laboratorio de Física II, Experimento Nº2

 Dinámica y Roce

                                                                                    Profesora: Ana Sandoval

        Integrantes: Christian Jáuregui

                                                                                                          Pablo Sanhueza

                                                                                                          Isabel Aguilera

Brenda Henríquez

Correos: Christianjjr@gmail.com

Isa.aguivera@gmail.com

Pablo.sanhueza.f@usach.cl 

Brenda.henriquez@usach.cl 

        Código de laboratorio: L-2

        Fecha de entrega: 09/11/2015

Resumen:

Objetivos:

• Analizar y evaluar parámetros que afectan los cambios del estado de movimiento de un cuerpo, cuando sobre él actúan fuerzas externas
• Evaluar cuáles son los parámetros que actúan sobre distintos cuerpos que han perdido el equilibrio debido a una fuerza que actúa sobre ellos, y caracterizar cuales son las consecuencias físicas que esto trae al sistema en estudio.

Marco Teórico:

La dinámica es la rama  de la física que estudia el movimiento de los cuerpos en relación a los agentes externos que producen dicho movimiento. El objetivo de la dinámica es estudiar y describir los factores que producen un cambio en el estado de reposo del cuerpo, cuantificarlos y plantear ecuaciones que expliquen el porqué de dicho cambio de estado de movimiento. Tras años de estudio de esta materia Isaac Newton formuló los principios o leyes que se usan hasta el día de hoy para entender y explicar estos sucesos físicos las cuales se exponen a continuación.

Primera ley de newton o ley de inercia: “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él” es decir un cuerpo no cambiar por si solo su estado inicial.

Segunda ley de newton o ley de aceleración: “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y además es inversamente proporcional a la masa que se mueve”.

Tercera ley de newton o ley de acción y reacción: "para cada acción existe una reacción igual y opuesta". Vale decir, si se ejerce una fuerza sobre un cuerpo, este ejercerá una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido contrario a la fuerza aplicada sobre él.

A la hora de analizar un cuerpo que está apoyado sobre una superficie, no solo debe tenerse en cuenta las fuerzas como el peso y la normal, sino que también es necesario tener en consideración la fuerza de roce. La fuerza de roce se produce debido a pequeñas irregularidades presentes prácticamente en cualquier cuerpo o superficie, estas irregularidades impiden (hasta cierto punto) que los cuerpos se desplacen sobre distintas superficies. La fuerza de roce, tanto cinética como estática, se consigue multiplicando la magnitud de la fuerza normal () por el coeficiente de roce. De esto se concluye que:[pic 1]

-Mientras no exista movimiento, el módulo de la fuerza del roce estático será menor al producto de la normal por el coeficiente de roce.          [pic 2]

-Si el cuerpo está a punto de iniciar el movimiento, el módulo de la fuerza será igual al producto de la normal por el coeficiente de roce    [pic 3]

Desarrollo Experimento 1:

Materiales:

Bloque de madera

1 riel metálico.

1 Regla

Procedimiento:

[pic 4]

1. Se Realiza el montaje que indica la figura, el cual está diagramado con las respectivas fuerzas de cuerpo libre.

2.- El diagrama de cuerpo libre del bloque que se encuentra sobre el plano inclinado permite escribir las ecuaciones cuando el bloque se encuentre a punto de iniciar el movimiento.

[pic 5]

 A través de estas ecuaciones demostrar que para esta configuración el coeficiente de roce estático:  se puede calcular como la tangente del ángulo crítico bajo el cual el cuerpo está a punto de iniciar el movimiento. [pic 6]

                            : [pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

            :                                             : [pic 11][pic 12]

Además, ecuación de fuerza roce  por lo que se puede desprender en la sumatoria del eje x: [pic 13]

      y al mismo tiempo se puede reemplazar con lo obtenido en la sumatoria del eje y:[pic 14]

;esto se puede trabajar algebraicamente y desarrollar:[pic 15]

 ; despejando esta ecuación nos queda    que es lo mismo que: [pic 16][pic 17]

[pic 18]

3.- Para la toma de datos se comienza a levantar el tablón aumentando gradualmente el ángulo, hasta lograr que el bloque esté a punto de iniciar el movimiento y encontrar el ángulo crítico.

4.- Se mantiene fijo “x”, luego se mide la altura ”y” . Repetir el proceso completando la tabla siguiente.

Se debe obtener el valor promedio de los valores encontrados (tanθ = μs) y expresar con su respectivo error de la forma:

[pic 33]

 en relación a [pic 34][pic 35]

 PARTE DEL CHRIS[pic 36]

En el experimento, se usaron dos “lados” distintos del mismo objeto, por lo que tanto para cada lado, el coeficiente de roce cambia:

...