FUERZAS DE ROZAMIENTO

PRESENTADO POR:JESUS DAVID OTERO DURANGOLUIS FERNEY MORENO DIAZNAREN DAVID GONZALESMARLON CASTRO ALTAMIRANDA

UNIVERSIDAD DE CORDOBAFACULTAD: DE CIENCIAS BASICAS INGENIERIAS

PROGRAMA:INGENIERIA INDUSTRIAL

RESUMENFuerza de rozamiento es toda fuerza opuesta al movimiento, la cual se manifiesta en la superficie de contacto de dos cuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tienda a moverse sobre otro.

TEORIA RELACIONADALa causa de la existencia de esta fuerza es la siguiente: las superficies de los cuerpos, incluso las de los aparentemente lisos, no son lisas; presentan una serie de asperezas que, al apoyar un cuerpo sobre otro, encajan entre s, lo que obliga a la aplicacin de una fuerza adicional a la del movimiento para conseguir vencer el anclaje. Por lo tanto, la fuerza efectiva que har que un objeto se mueva ser: Fefectiva=Faplicada+Frozamiento.

Coeficiente de rozamiento:El rozamiento es independiente de la velocidad y del valor de la superficie de los cuerpos en contacto. Esta fuerza depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto y delgradode pulimento de sus superficies. Es proporcional a la fuerza que acta sobre el mvil perpendicularmente al plano de movimiento. A sta ltima se la denominafuerza normal (N)

Por lo tanto matemticamente escribimos:Fr= N, donde es un coeficiente caracterstico de las superficies en contacto, denominado coeficiente de rozamiento.Coeficiente de rozamiento de un cuerpo sobre otro es la relacin que existe entre la fuerza de rozamiento y la que acta sobre el mvil perpendicularmente a su plano de deslizamiento.Rozamiento esttico y dinmico:Como todos sabemos, es ms difcil (hay que hacer ms fuerza) iniciar el movimiento de un cuerpo sobre otro que para mantenerlo una vez ya conseguido. Esto nos indica que hemos de distinguir dos coeficientes de rozamiento distintos:-rozamiento esttico, que dificulta la tendencia del cuerpo hacia el movimiento.-rozamiento dinmico, que da origen a la fuerza que se opone al movimiento del cuerpo cuando ste ya se mueve.En general, el coeficiente de rozamiento esttico es ligeramente superior al dinmico.

La expresin F = N indica, en realidad, el valor mnimo de la fuerza que hay que ejercer para lograr el movimiento del cuerpo y, por tanto, el mximo valor de la fuerza de rozamiento. Si el valor de la fuerza aplicada es menor que este mximo el cuerpo no se mover y el valor del rozamiento se igualar a ella, anulndola.Es decir, si cuando empujamos un objeto para arrastrarlo (por ejemplo) ejercemos fuerza y vemos que no se mueve, incrementamos nuestra fuerza y sigue sin moverse, es porque el objeto realiza contra nosotros la misma fuerza y elsistemase anula. Cuando nuestra fuerza supere N (donde depende de la naturaleza de las superficies y N = mg para superficies planas y N=mgcos para superficies inclinadas) entonces el objeto se mover

2.MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

Para la realizacin de esta practica se utilizaron dos dinammetros los cuales sirvieron para aproximar la fuerza necesaria para desplazar a velocidad constante tres tacos todos de madera pero con superficies diferentes es decir uno con superficie de de lija de goma y uno de madera totalmente

Adems a estos se les fueron aadiendo un poco de masa para ser ms especficos masas de 20, 40,60gHay que aclarar que la velocidad que se le imprimio a los tacos no es del todo constante y por estos motivos los datos pueden distar mucho para la realizacin de esta practica tomaremos unos valores que se encuentreen dentro del intervalo que se tomo en presencia del docente

Adems se realizo el experimento del plano inclinado el cual consistio en ver a que altura se empezaba da deslizar el taco de madera por la superficie de aluminio mediante la tangente se encontr un angulo al cual el taco de madera se empezaba a deslizar sin deternerse por la superficie antes mencionada

3. RESULTADOSComo se expuso anteriormente en el montaje y procedimiento los datos estn dentro de un intervalo ya que esto se debe a que la velocidad que se le imprimieron a los tacos no era del todo constante.

A continuacin se muestra la tabla obtenida en la prcticaNota: las cantidades que aparecen en la tabla es la fuerza que se ejerci; medida en newton para desplazar los tacos con sus respectivas masas; cabe anotar que para la realizacin de algunos clculos se tomaron valores que estn dentro de los intervalos mostrados en la tabla de abajo.

M(g)T. MADERAT. LIJAT. GOMA

SOLO TACO0.19-0.20.08-0.10.55-0.6

TACO+20g0.3-0.350.15-0.180.82-1.3

TACO+40g0.32-0.390.17-0.221.0-1.3

TACO+60g0.35-0.40.18-0.281.0-1.7

4. EVALUCION 1.que resultados obtuvo en el procedimiento1 cuando cambio las superficies de contacto?Basndonos en los en los datos obtenidos en el procedimiento 1, cuando se cambi la superficie de contacto, los valores de la fuerza que se aplic cambiaron, es decir para cada superficie de contacto . esto implica que si la fuerza que se ejercio para realizar el desaplamiento del taco es diferente entonces podemos pensar que sobre ellos existen fuerzas de rozamiento distintas en cuanto a valores cuantitativos y por ende los coeficientes de friccion no son homologos.2. usando la masa del taco de madera y la fuerza medida por el dinammetro, determine el coeficiente de friccion cintico k entre la madera y el aluminio.investigue el valor aceptado para este y determine el error absoluto cometido.R/ el valor aceptado del coeficiente de friccion cinetico(k) entre la madera y el aluminio es apromimadamente de 0.21 Basandose en la ecuacin (1), se tiene que: FK= kN donde N= mgEntonces

3. Grafique la fuerza medida en el dinammetro en funcin de los pesos haladas en el paso 2. Qu grfica resulta? Depende la fuerza de friccin del peso del cuerpo halado?R/

Fig. 5. Grfica de la fuerza en funcin del peso para el segundo paso.Despus de haber graficado las fuerzas medidas con el dinammetro en funcin de la masa, se puede observar una lnea recta, lo cual indica que existe una relacin directamente proporcional (a medida que aumenta la masa del cuerpo, aumenta la fuerza mnima necesaria que se necesita para mantener en un movimiento rectilneo uniforme el taco de madera). La fuerza que se ejerce sobre el cuerpo halado, si depende de la masa de el cuerpo debido a que la fuerza de friccin es directamente proporcional a la normal que acta sobre l y en este caso sta normal es igual al peso, como se puede observar en la ecuacin (1). 4. Con respecto al procedimiento 3. Compare las fuerzas registradas con el taco de madera para cuando se hal acostado y de lado Qu puede concluir? R/ Se puede decir que las fuerzas son muy parecidas debido a que la fuerza de friccin depende solo de la fuerza normal (en este caso el peso)(ya que la velocidad al ser constante la aceleracion es nula) y el coeficiente de friccin del material en contacto.5. Demuestre que para el montaje de la figura 2 se cumple que donde es el coeficiente de rozamiento esttico y el ngulo de inclinacin del riel de aluminio. Cunto vale en su experimento?Rta. / Utilizando la ecuacin (6) se puede calcular el coeficiente de friccin:, donde es el ngulo de inclinacin y el coeficiente de friccin cintico.Se conoce con anterioridad que la tangente de un ngulo se define de la siguiente forma:

Fig. 6. Tangente de un ngulo en un tringulo rectnguloEn este caso b=0,70m y a=0,20m, entonces 6. Compare los valores de y obtenidos para la madera y el aluminio. Cul es mayor y por qu?R/ Al comparar los valores de coeficientes de friccin esttico (s) y por deslizamiento (K) para la madera y el aluminio, se puede decir que el primero es mayor que el segundo debido a la segunda ley de newton que nos dice que todo cuerpo siempre tiene a conservar su movimiento. Y adems se tiende a pensar que el esttico es mayor que el dinmico, porque al permanecer en reposo ambas superficies, pueden aparecer enlaces inicos, o incluso micro soldaduras entre las superficies.7. En qu situaciones se aplica el rozamiento? Es algo indeseable?El rozamiento es la fuerza de contacto entre 2 superficies, segn la rugosidad de cada superficie se obtendr mayor o menor rozamiento, en algunos casos es deseable y en otros es indeseable. Se aplica en situaciones muy cotidianas de nuestro vivir por ejemplo cuando empujamos una caja existe en este caso rozamiento entre la caja y la superficie donde se est halandoEs deseable para que las ruedas de un auto o una moto tengan traccin, si no existiese rozamiento, las ruedas resbalaran y no se podra mover. Es indeseable en mecnica ya que al rozar 2 superficies genera calor y el calor es perdida trmica por lo tanto se pierde rendimiento. Se pude notar que si no existiera el rozamiento no se podra empujar cualquier objeto con una mnima fuerza (obviando tambin el rozamiento con el aire).

CONCLUSIONES

La fuerza de rozamiento por desplazamiento y cintico solo depende de la normal (peso)(ya que a=0) (donde a es la aceleracin); y coeficiente de friccin del material utilizado. Las fuerzas de rozamiento no dependen del rea en contacto de las superficies. El coeficiente de friccin esttico para la madera y aluminio es 0,287 El coeficiente de friccin cintico para la madera y aluminio es 0,277.

REFERENCIAS [1] Resnick, R; Hallyday, D y Krane, K. Fsica Vol. 1. 3a Ed. Mxico: compaa editorial continental S.A de C.V., 1999. [2] Tipler, P; Fsica para la ciencia y la tecnologa, 5a Ed. USA: W. H. Freeman and Company., 2004.[3] Koshkin N. I., Shirkvich M. G.. Manual de Fsica Elemental. Editorial Mir 1975.