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INFORME PRÁCTICANUMERO DOS
MEDIDA DEL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
DE DOS SUPERFICIES
GRUPO: Nº 7
INTEGRANTES:
MAGALY GÓMEZ CHÁVEZ
1410022727
MARÍA DEL ROSARIO BARRETO SALINAS 141002806
MECANICA
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
VILLAVICENCIO, JUEVES 17 DE MAYO DE 2012
INTRODUCCIÓN
Objetivos
Medir los coeficientes de fricción entre dos superficies deslizantes y rugosas a lo largo de
un plano en línea recta y un plano inclinado.
Objetivos específicos
- Encontrar el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción dinámico
experimentalmente para tres superficies diferentes.
- Comparar los resultados obtenidos mediante el método experimental y el método
teórico para el coeficiente de fricción dinámico para tres superficies diferentes.
MARCO TEORICO
La fricción es la oposición que presentan las dos zonas de los materiales en contacto,
durante el inicio, desarrollo y final del movimiento relativo entre ellas, conlleva a consumo
de energía, generación de calor, desgaste y en algunos casos a fallas catastróficas. Los
cuerpos que se mueven pueden ser sólidos, líquidos ó gaseosos, ó una combinación de
dos ó más de ellos.
La fricción se define como fuerza de fricción (F), es negativa y se opone al movimiento
trasnacional y refleja qué tanta energía mecánica se pierde cuando dos cuerpos inician el
movimiento ó se mueven entre sí y es paralela y opuesta al sentido del movimiento. La
fuerza de fricción se calcula de la siguiente ecuación:
F = μ N (1)
Donde µ s es el coeficiente de fricción estático y N es la fuerza normal.
TIPOS DE FUERZA DE FRICCIÓN:
Fuerza de fricción estática (Fe): La fuerza de fricción estática (Fe) es una fuerza negativa
mayor que la fuerza aplicada la cual no es suficiente para iniciar el movimiento de un
cuerpo estacionario.
Fuerza de fricción cinética (Fc): La fuerza de fricción cinética (Fc) es una fuerza negativa
que se presenta cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, se opone al movimiento
y es de magnitud constante.
F=μN
F= fuerza de fricción
μ = coeficiente de fricción
N= fuerza normal
MATERIALES
1. Bloque de madera con superficies opuestas diferentes
2. Un dinamómetro
3. Masas con diferente peso
4. Una superficie de madera que se pueda inclinar y con la que se pueda medir en ángulos
5. Papel y lápiz
Técnica operativa.
Primera parte.
1. Determinamos el peso del bloque por medio del dinamómetro.
2. Ubicamos sobre la mesa el bloque de madera y lo enganchamos con el
dinamómetro.
3. Comenzamos a halar suavemente el dinamómetro hasta que el bloque comenzó a
moverse (Figura 1). Y repetimos el procedimiento colocando sobre el bloque masas
diferentes.
4. Calculamos el valor de la fuerza de rozamiento por medio de la expresión ḞR꞊
lectura del dinamómetro. Y luego registramos los valores obtenidos.
Registramos los datos en la siguiente tabla.
MADERA- MADERA
FUERZA DEL BLOQUE
QUE SE DESLIZA (W)
FUERZA DE ROZAMIENTO
FR
PROMEDIO
2,15 N
2,30 N
2,60 N
3,10 N
0,8; 0,81; 0,78; 0,76
0,9; 1; 0,8; 1,12
1,2; 1,2; 0,8; 1,08
1,3; 1,3; 1,38; 1,38
0,79
0,91
1,07
1,34
5. Realizamos la misma experiencia con el bloque de madera colocado sobre la cara
forrada con lija y registramos los datos obtenidos en una nueva tabla.
MADERA- LIJA
FUERZA DEL BLOQUE QUE SE FUERZA DE ROZAMIENTO FR
DESLIZA (W)
2,15 N
2,30 N
2,60 N
3,10 N
1,4; 1,1; 1,O5; 1
1,24; 1,44; 1,24; 1,28
1,52; 1,64; 1,4; 1,48
1,7; 1,6; 1,6; 1,68
PROMEDIO
1,14
1,3
1,51
1,65
6. Colgamos el bloque y lo enganchamos de la parte lateral con el dinamómetro.
7. Comenzamos a halarlo horizontalmente de manera suave y registramos el valor
que señala el dinamómetro.
PESO DEL CUERPO
2,15 N
FUERZA PARA EL MOVIMIENTO
0,12; 0,16; 0,11; 0,1
PROMEDIO
0,123
Segunda parte.
1. Utilizamos el bloque de madera sobre el plano, y lo aumentamos el ángulo de
inclinación hasta el instante justo en el que el bloque empiece a deslizarse.
2. Después de aumentar el ángulo de inclinación determinamos cuál fue el ángulo en
donde el bloque se deslizo.
MADERA
ÁNGULO
NORMAL (N)
FUERZA DE ROZAMIENTO FR
MADERA
37°
1,677
1,262
LIJA
50°
1,349
1,998
3. Después de tener el ángulo en el cual el bloque se deslizo elaboramos el diagrama
de cuerpo libre.
=
−
cos
=0
=
Ubicamos el plano en esta imagen
− =
Donde la sumatoria de las fuerzas en Y la normal es:
=
cos y la sumatoria de las
fuerzas en X la fuerza de fricción es:
= y reemplazamos FR por
=
y despejamos a
=
= 2,1 cos 37°
= 1,68 este es la normal para el bloque madera-madera, entonces
el coeficiente de rozamiento es:
(37°)
2,1
=
= 0,752
1,68
= 2,1 cos(50°)
= 1,35 este es la normal para el bloque madera-lija, entonces el
coeficiente de rozamiento es:
2,1
(50°)
=
= 0,98
1,68
Análisis de resultados.
1. Representamos los resultados en cada tabla en una gráfica.
Madera-lija
Madera-madera
3,18
1,64
2,98
1,54
2,78
1,44
Promedio
1,34
2,58
Promedio
2,38
2,18
1,24
1,98
1,14
2
2,5
3
Grafica (2) madera-lija
3,5
0,7
1,2
Grafica (1) de madera-madera
a. ¿Qué representa la pendiente de la recta obtenida en la gráfica?
La pendiente bajo la grafica representa la relación existente entre la fuerza del
dinamómetro y el peso o la normal lo cual da como resultado la aceleración que sufre el
cuerpo al someterse a la fuerza del dinamómetro o la inclinación que se le da al bloque de
madera.
b. ¿Cuándo es máximo el valor de la fuerza de rozamiento?
El valor máximo en cualquiera de los casos se da justo antes de que el cuerpo comience a
deslizarse porque es el momento en el que el dinamómetro marca más y la fuerza en una
superficie plana es contrariamente proporcional a la que se le aplique y en una superficie
inclinada es contrariamente proporcional a su ángulo de inclinación.
2. ¿Variarían los resultados si sustituyera el plano horizontal por un plano
inclinado? Justifique la respuesta.
Los resultados si varían porque en un plano horizontal se describe un Movimiento
Rectilíneo Uniforme, mientras que en el plano inclinado el cuerpo experimenta un
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado y sufre una descomposición de su peso
en los dos ejes y es atraído por la gravedad.
3. Determina el coeficiente de rozamiento en cada uno de los casos.
CONCLUSIONES
En este laboratorio experimentamos que el coeficiente de fricción esta dado por µ, donde
este puede ser cinético o estático, y el coeficiente de rozamiento cinético de un cuerpo
con la superficie de un plano inclinado, es igual a la tangente del ángulo con que el cuerpo
se desliza sin aceleración, con velocidad constante. El coeficiente estático en un plano
inclinado también depende de la tangente del ángulo.
Bibliografía.
Resnick Halliday Física para Estudiantes de Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Edición1998.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/rozamiento/general/rozamiento.htm#Explic
ación del origen del rozamiento por contacto.