Laboratorio de Fsica II

Prctica de laboratorio N 6

ROZAMIENTO Y FRICCIN DE SOLIDOS

INFORMEIntegrantes:

- Melgarejo Vidal Manuel - Rojas Canales Frank

Grupo: C13 - 02- A

Profesora: Penlope Vargas Gargate

Fecha de realizacin: 29 de octubreFecha de entrega: 05 de noviembre

2013 21. INTRODUCCIN

En el presente informe que lleva por ttulo Rozamiento y Friccin en slidos tiene como principal propsito demostrar experimentalmente que el coeficiente de rozamiento esttico es mayor que el coeficiente de rozamiento cintico. Para demostrar el objetivo fijado se necesit de una superficie rugosa, adems de una serie de materiales como regla, pesitas, sensor de fuerza, etc. De igual forme se comprobar la relacin existente entre la fuerza normal y la fuerza de rozamiento.

2. OBJETIVO

Determinar experimentalmente que el coeficiente de rozamiento esttico es mayor que el coeficiente de rozamiento cintico. Determinar experimentalmente la relacin que existe entre la fuerza de rozamiento y la fuerza normal.

3. FUNDAMENTO TERICO

3.1. Rozamiento:Cuando un cuerpo se desliza sobre otro o rueda sobre su superficie, se da origen a una fuerza que se opone al movimiento llamada fuerza de rozamiento. Estas fuerzas deben su origen a las rugosidades superficiales de los cuerpos. Por eso, cuanto ms lisa sea la superficie menor es la fuerza de rozamiento.3.2. Coeficientes de rozamiento:La fuerza de rozamiento (Fs) es directamente proporcional a la fuerza normal (N ) que mantiene las dos superficies en contacto, , donde u es la constate de proporcionalidad. Se llama coeficiente de rozamiento a la constante de proporcionalidad u entre la fuerza de rozamiento y la fuerza norma.

As como se distinguen dos tipos de fuerzas de rozamiento, se debern distinguir tambin dos tipos de coeficientes de rozamiento.

El coeficiente de rozamiento esttico e, que es el coeficiente entre la fuerza de rozamiento esttico apreciada en el momento de iniciarse el movimiento y la fuerza normal a la superficie de contacto.e =

El coeficiente de rozamiento cintico c, es el coeficiente entre la fuerza de rozamiento cintico apreciada en el movimiento y la fuerza normal a la superficie de contactoc =

Experimentalmente se sabe que la fuerza de rozamiento cintico es sensiblemente menor que la fuerza de rozamiento.

4. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Computadora personal con programa Data Studio instalado.

Sensor de fuerza

Cuerpo a estudiar

Regla (plano inclinado)

Pesas

Cuerda

Transportador

Lijas

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para iniciar la quinta experiencia dentro del laboratorio de fsica se extrajo todos los materiales de trabajos indicados en la gua de laboratorio, los cuales estaban situados en sus respectivos anaqueles.

A continuacin se arm el primer montaje propuesto por la gua de laboratorio, se coloc el sensor de fuerza en la parte superior de un cuerpo mvil con la ayuda de una cuerda de masa despreciable.

Se procedi a hallar experimentalmente la fuerza de rozamiento mximo y la fuerza de rozamiento cintica promedio; conectado nuestra computadora personal de trabajo con el programa Data Studio instalado se seleccion el cono CREAR EXPERIMENTO.

Seguidamente configuramos el sensor de fuerza, para la cual hacemos doble clic en el cono CONFIGURACIN, seleccionamos el cono Fuerza, adems modificamos la frecuencia de registro y la llevamos hasta 50 Hz. Seguidamente arrastramos el cono GRFICO 1 sobre el cono Fuerza para obtener un grfico de Fuerza vs el tiempo respectivamente.

Se inici la primera prueba, para esto se verific que la cuerda no est tensa. Se dispuso de cinco masas las cuales representaron las cinco pruebas que se requirieron para confirmar nuestro primer objetivo. Se jal la cuerda con una fuerza contante en un determinado tiempo y se verific la grficas procedente del programa Data Studio.

Se arm un segundo montaje, para esto se peg un transportador en la mesa de trabajo con el fin de medir el ngulo crtico, adems se necesit de una regla que mantuvo adherida a un cuerpo. donde se dispusieron 5 masas.

Seguidamente se permutaron 5 masas encima del cuerpo adherido a la regla, lo ubicamos horizontalmente y poco a poco elevamos la regla inclinndola hasta el momento en que las masas resbalasen.

Finalmente se tomaron todos los datos procedentes a esta experiencia y se hall la fuerza de rozamiento y el coeficiente de rozamiento esttico con la cual comprobamos nuestro segundo objetivo.

6. EVALUCIN DE RESULTADOS OBTENIDOS

6.1. Variables:

6.1.1. Variables dependiente:

Fuerza de rozamiento (Fs)

6.1.2. Variables independientes:

Tiempo (t)

Fuerza normal (N)

6.2. Montaje:

6.2.1. Montaje 01:

Foto 01

6.2.2. montaje 02:

Foto 02

6.3. Datos:En las siguientes tablas se muestran los datos obtenidos de cada variable:1ra experiencia: Tabla 01pruebaMg(N)Fs(N)Fk(N)

011,130,80,6

021,321,10,8

031,621,30,9

042,081,51,2

052,411,71,4

2da experiencia:PruebaMg(N) ()

010,6337

020,8335

031,1237

041,3138

051,6136

Tabla026.4. Procedimiento de anlisis:

1ra experiencia:

Para hallar la fuerza de rozamiento esttico mxima se utiliz la siguiente ecuacin:

Fs = s . N

Dnde:

Fs = fuerza de rozamiento mximo (N).s = coeficiente de rozamiento esttico.N = fuerza normal (N).

Para hallar la fuerza de rozamiento cintico promedio se utiliz la siguiente ecuacin:Fk = k . N

Dnde:

Fk = fuerza de rozamiento promedio (N)k = coeficiente de rozamiento cinticoN = fuerza normal (N)

2da experiencia:

Mediante la primera ley del equilibrio se obtuvieron las siguientes ecuaciones:

Fs = mg sen N = mg cos

Dnde:

Fs = fuerza de rozamiento mximo (N)m = masa (Kg)g = aceleracin de la gravedad (m/s2) = ngulo ()N = fuerza normal (N)

Para hallar el coeficiente de rozamiento esttico

Tg() = s

Dnde: : ngulo crtico. s : fuerza de rozamiento.

6.5. Tabla de resultado:

Resultados de la 1ra experiencia:

Nmero sk

010,700,53

020,830,60

030,800,55

040,720,57

050,700,58

promedio0,7500,566

Tabla 03

Resultados de la 2da experiencia:

NmeroFsmax (N)Normal (N)

010,370,50

020,470,68

030,670,89

040,801,03

050,941,33

Tabla 04

6.6. Grfica:

7. CONCLUSIONES

De acuerdo a la tabla de resultados 03, se demostr experimentalmente que el coeficiente de rozamiento esttico es mayor al coeficiente de rozamiento cintico, las cuales fueron representadas por un valor promedio de 0,750 y 0,566 respectivamente.

Segn las conclusiones obtenidas de la tabla de datos y tabla de resultados de la segunda experiencia, se determin experimentalmente que la fuerza de rozamiento y la fuerza normal son directamente proporcionales y su constante es el coeficiente de rozamiento esttico.

8. BIBLIOGRAFA

Grupo editorial Ocano. Enciclopedia autodidactica tomo 3, Barcelona: ocano.

Zemansky,S (1999). Fsica universitaria, Rusia: Pearson.

TECSUP gua de laboratorio de fsica II (2013).

9. ANEXO

A continuacin se muestran 2 grficas de la primera experiencia obtenidas del programa Data estudio.

Anexo 01

Anexo 02