LABORATORIO DE MECÁNICA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

LABORATORIO DE MECÁNICA

RESUMEN:

Se tiene como objetivo verificar la descomposicion de las fuerzas en el plan inclinado y determinar experimentalmente los valores de coeficinete de rozamiento cinético para las superficies de madera empleadas. Para ello, inicialmente procedemos a recibir el material por parte del tecnólogo, luego se recibe una pequeña induccion sobre como realizar de manera adecuada los montajes indicados a continuación:

FIGURA 1. Montaje de rozamiento:

En el cual se tiene los bloques de madera y de igual forma la superficie por la cual se desplaza. Se nivela el montaje y se prosede de acuerdo a lo indicado en la guía de trabajo, se toman los respectivos datos se realiza la tabulación y se procede a realizar los cálculos que se requiere y que se indican en la guía.

ABSTRACT:

It aims to verify the decomposition of the forces in the inclined plan and determine experimentally the values of a coefficient of kinetic friction for wood surfaces employed. To do this, first proceed to receive the material by the technologist, then receives a small induction on performing adequately mounts below:

FIGURE 1. Mounting friction:

In which there is wood blocks and equally whereby the surface is moved. It levels the assembly and proceed as indicated in the study guide, take the respective data tabulation is done and proceeds to perform the calculations required and listed in the directory.

INTRODUCCIÓN:

Considerando un cuerpo que se desliza por una superficie. Si tratamos de deslizar una caja con libros por el piso, no lo lograremos si no le aplicamos cierta fuerza mínima. Luego la caja comenzara a moverse y casi siempre podremos mantenerla en movimiento con menos fuerza que la que necesitamos inicialmente.

Cuando un cuerpo descansa o se desliza sobre una superficie, siempre podemos representar la fuerza de contacto que la superficie ejerce sobre el cuerpo en términos de componentes de fuerza perpendiculares y paralelos a la superficie; A la componente perpendicular la llamamos fuerza normal (n), el vector componente paralelo a la superficie es la fuerza de fricción (f), por definición, n y f son perpendiculares entre sí. Si la superficie no tiene fricción, la fuerza de contacto sólo tendrá componente normal y f será cero.

El tipo de fricción que actúa cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie es la fuerza de fricción cinética (fk). El adjetivo “cinética” y el subíndice “k” hace referencia que las dos superficies se mueven una relativa a la otra, la magnitud de esta suele aumentar al aumentar la fuerza normal, es por ello que se necesita más fuerza para deslizar una caja llena de libro que la misma pero vacía. En muchos casos, la magnitud de la fuerza de fricción cinética fk experimental es aproximadamente proporcional a la magnitud n de la fuerza normal. En tales casos, representamos la relación con la ecuación:

f_(k )=μ_k n

Donde μk es una constante llamada coeficiente de fricción cinética. Cuanto más resbalosa sea la superficie, menor es el coeficiente de fricción. Al ser un cociente de dos magnitudes de fuerza μk es un valor sin unidades.

Las fuerzas de fricción también pueden actuar cuando no hay movimiento relativo. Si tratamos de deslizar una caja con libros, tal vez esta no se mueva ya que el piso ejerce una fuerza de fricción igual y opuesta sobre la caja. Ésa recibe el nombre de fuerza de fricción estática (fs). Los experimentos han revelado que, en muchos casos, dicho valor, llamado (fs)máx, es aproximadamente proporcional a n; llamamos coeficiente de fricción estática al factor de proporcionalidad μ_s. En una situación dada, la fuerza de fricción estática real puede tener cualquier magnitud entre cero (cuando no hay otra fuerza paralela a la superficie) y un valor máximo dado por μ_s n, así:

f_s≤ μ_s n

Los coeficientes de rozamiento μ_ky μ_s no dependen del área de las superficies de contacto. Ambos coeficientes, sin embargo dependen notoriamente de la naturaleza de las superficies de contacto. Como también dependen de las condiciones en que se encuentren exactamente las superficies, sus valores son rara vez conocidos con una exactitud mayor del 5%.

MARCO TEÓRICO:

Fuerza: Es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales.

Coeficiente de rozamiento: El coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción expresa la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto. Es un coeficiente adimensional. Usualmente se representa con la letra griega μ

Plano: En geometría, un plano es objeto ideal que solo posee dos dimensiones, y contiene infinitos puntos y rectas; son conceptos fundamentales de la geometría junto con el punto y la recta.

Ecuación para calcular el coeficiente de fricción estático del bloque, en un plano inclinado:

tan⁡〖θ_s 〗=〖f 〗_max/n=(μ_s n)/n=μ_s

Ecuación para calcular el coeficiente de fricción cinético con un plano inclinado y con velocidad no constante:

μ_k=tan⁡〖θ_s 〗- 2b/(gt^2 cos⁡〖θ_s 〗 )

METODOLOGÍA:

Inicialmente se recibe una pequeña inducción a cerca de los montajes a trabajar, luego se recibe las herramientas adecuadas para llevar a cabo el objetivo propuesto. El aparato de rozamiento a emplear se muestra en la siguiente figura:

FIGURA 2. Montaje de rozamiento horizontal:

El cual consta de un bloque de madera, el cual se encuentra atado a una cuerda, quien a su vez se encuentra unido a unas pesas. La superficie sobre la cual deslizará el bloque también es de madera. Se coloca el porta pesas el cual posee una peso de 50 g, se observa que la fuerza aplicada por éste cuerpo (490 N) no es necesario para ocasionar movimiento en el bloque por lo que se procede a aumentar las pesas hasta lograr esto. Los datos se consignan en la respectiva tabla, para luego realizar los cálculos respectivos.

El segundo montaje consistió en aplicar un ángulo a la superficie por la cual desliza el bloque, a continuación se muestra el diagrama:

FIGURA 3. Montaje

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