A partir del análisis gráfico determinar los coeficientes de rozamiento estático y cinético para dos diferentes superficies en contacto.

Universidad Militar Nueva Granada, Laboratorio No.10. Rozamiento

 MOVIMIENTO PARABÓLICO

Carlos Zarate, Juanita Bohórquez, Jeison Angarita

Facultad Ciencias Básicas, Departamento de Física UMNG

u5500482@unimilitar.edu.co, u5800381@unimilitar.edu.co, u5800362@unimilitar.edu.co

1. OBJETIVOS

Objetivo general

A partir del análisis gráfico determinar los coeficientes de rozamiento estático y cinético para dos diferentes superficies en contacto.

Objetivos específicos

• Establecer la relación experimental entre la fuerza de rozamiento y la fuerza normal entre dos superficies en contacto.
• Determinar a partir de las gráficas los coeficientes de rozamiento estático y cinético para las situaciones que se proponen en la práctica.

II. MARCO TEÓRICO

Concepto de fuerza de rozamiento

Es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un carro y hacemos una fuerza pequeña, el carro no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estático que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos esta fuerza de rozamiento y será entonces cuando el carro se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática. [pic 1]

Podemos deducir que la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre dos cuerpos, pero si depende de cual sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa. La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

[pic 2]

Donde m es lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.

Existen dos coeficientes de rozamiento: el estático,  y el cinético  siendo el primero mayor que el segundo. [pic 3][pic 4]

Diferencia entre la fuerza de rozamiento y la fuerza normal:

Se define como la fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática).

[pic 5]

Dependiendo de la normal la fricción, se puede definir como una relación directamente proporcional, si la normal aumenta, la fricción también.

Imagen1 http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerza_Roce.html

1. MATERIALES

• Superficies de diferente material: madera, acrílico, caucho.
• Dinamómetro.
• Set de pesas.
• Balanza.

[pic 6]

Imagen 2

IV. DESCIPCIÓN GENERAL DE LA PRÁCTICA

Para el desarrollo de la práctica de laboratorio de física se tomó el peso de ciertas masas, a una masa se le puso en primera instancia una base de acrílico y luego se halo con un dinamómetro para ver la fuerza de rozamiento que tenía dicha masa. Luego se le fueron agregando diferentes pesos y se realizó el mismo procedimiento. Por último se utilizó una base de caucho y se realizó el procedimiento anterior.

V. TABLAS Y GRÁFICOS

Después de pesar y realizar las pruebas de rozamiento en el material acrílico-formica obtuvimos los resultados mostrados en la tabla 1, en dicha tabla se muestra el FA promedio cuando el objeto se empieza a desplazar.

Tabla 1: Fuerza (N) vs FA promedio inicial  

A partir de la tabla 1 se obtuvo la siguiente gráfica:

Grafica 1

[pic 7]

Cálculos:

• La fuerza (N) se obtuvo multiplicando la masa (kg) por la gravedad ().[pic 8]

• La FA promedio se obtuvo en las pruebas de rozamiento realizadas en el laboratorio.

En la tabla 2 se muestran los datos con el mismo material de la tabla 1, la diferencia es que los datos de FA promedio se tomaron cuando el objeto se mantenía en desplazamiento.

Tabla 2: Fuerza (N) vs FA promedio durante movimiento

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