Horizontal plane

Inclined plane

MATERIA: FISICA I GRUPO:PROFESOR: PRÁCTICA NO. 3NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA:MATRICULA: CALIFICACIÓN:

La Rampa (y fricción) Simulacion PhET

Introducción

Cuando se arrastra un objeto a través de una superficie horizontal, la fuerza de

rozamiento que debe ser superada depende de la fuerza normal F f=μFN y como

la fuerza normal está dada por FN=W . Cuando la superficie se convierte en un

plano inclinado, los cambios de fuerza normales y cuando los cambios de fuerza normales, también lo

hace la fricción. En esta práctica, vas a cambiar el ángulo de un plano inclinado y observar cómo se

resuelve el peso en sus componentes (FN y F) utilizando las funciones básicas de trigonometría.

Procedimiento: Play with the Sims Motion The Ramp

Asegúrese de estar en la parte de la simulación. Más características se utilizarán más tarde,

cuando se investiga la energía. Empieza por jugar con el gabinete un poco. Que se diviertan, de verdad

... ahora ... de vuelta al trabajo.

Mueva el armario hacia arriba y abajo de la rampa arrastrándolo con el puntero del ratón.

Mueva la rampa hasta un ángulo de cero (horizontal) y dibujar un diagrama de cuerpo libre de la caja

aquí:

1. En un plano horizontal, la fuerza normal es ________ al peso

2. El gabinete tiene una masa de 100 kg. Por lo tanto, tiene una fuerza normal de

_________ N y la fuerza de fricción (sobre el plano horizontal) de __________

μ = 0.30

la rampa y dibujar un diagrama de cuerpo libre de la caja en el cuadro

aquí:

3. La fuerza hacia abajo del plano y la fuerza normal son componentes de ____________.

4. Antes de añadir una fuerza aplicada en la rampa, hay una fuerza de ____________ que actúa contra la

fuerza hacia abajo del plano (Fuerza paralelo).

5. Cuando aplicamos una fuerza para conseguir el movimiento del gabinete, actúa la fuerza de fricción

en la ____________ dirección que el movimiento del gabinete.

6. Poco a poco aumentar el ángulo (0,1 grados a la vez) de la rampa hasta que el gabinete comienza a

moverse por su cuenta. ¿A qué ángulo es esto? ____________ = θ

7. En este punto, la fuerza hacia abajo del plano es ____________ que la fuerza de fricción

8. Dado que la rampa se encuentra ahora en un ángulo, la fuerza normal es _________ que el peso.

9. Al aumentar el ángulo, la fuerza normal es igual a ______________N. (AYUDA: ¿Qué función trigonométrica?)

10. Utilizando la fórmula de fricción anterior, la fuerza de fricción es __________ N.

11. Si el plano del gabinete era sin fricción, qué ángulo se necesitaría para el mover el

gabinete? _____________ ¿Por qué? _________________________________

Calcular primero, y luego pruebe cada objeto de la tabla de abajo con la simulación en un plano horizontal

Objeto Masa Peso Fuerza Normal

μ Coeficiente de fricción Fuerza de fricción a Superar

Perro 0.10Caja 0.70Piano 0.40Refrigerador 0.50

Conclusión y Cálculos: CALIFICACIÓN (½ punto cada uno)

Regresar al gabinete ( ). μ = 0.30

Completa la tabla de abajo. Puedes checar tus respuestas en la simulación.

Fuerza Aplicada es la fuerza requerida (por usted, por ejemplo) para mover el gabinete a una velocidad

constante en cualquier dirección o evitar la aceleración (si aplica).

Recordemos... velocidad constante = _______ fuerza neta.

También tenga en cuenta: la fuerza aplicada puede cambiar de dirección si el ángulo aumenta!

Angulo, θ Masa Peso g = 9.8m/s2 Fuerza Normal, FNFuerza paralela

F//Fuerza de fricción Ff

Fuerza Aplicada Fa

0.00o 100. kg 0.00 N 1.

10.0o 100. kg 2.

20.0o 100. kg 3.

30.0o 100. kg 4.

40.0o 100. kg 5.

50.0o 100. kg 6.

60.0o 100. kg 7.

70.0o 100. kg 8.

80.0o 100. kg 9.

90.0o 100. kg 0.00 N 10.

Conclusiones a las preguntas:

1. Sobre un plano horizontal, la ____________ fuerza es igual a la ____________.

2. Si el ángulo de la rampa se incrementa, la fuerza normal incrementa /

decrementa / se mantiene constate y la fricción incrementa / decrementa / se

mantiene constate

3. Si el ángulo de la rampa se incrementa, la fuerza paralela incrementa /

decrementa / se mantiene constate

4. El ángulo en el que la fuerza hacia abajo del plano era igual a la fuerza de fricción (para el

gabinete) es _______________________.

5. Considere un fuerza de fricción muy baja (cero), 5.0 kg de una patineta en una rampa en un ángulo

de 15° con respecto a la horizontal. ¿Cuál sería la fuerza neta que podría causar la aceleración

cuando se permite que el objeto se mueva? ____________________N.

6. ¿Cuál sería la aceleración de la patineta hacia debajo del plano? _____________ m/s2

7. Ahora considere la misma no fricción 5.0 kg de un objeto sobre los mismos 15° de la rampa. Si un

adolecente de 45 Kg brinca sobre ella, cuál sería su aceleración hacia debajo de la rampa?

___________ m/s2

8. Imagínese que usted está empujando un carro de 15 kg lleno de 25 kg de agua embotellada por una

rampa inclinada a 10°.

9. Si el coeficiente de fricción es de 0.02, cual es la fuerza de fricción que debe superar para empujar

el carrito por la rampa? _____________ N

10. Al darse cuenta de que también hay una fuerza paralela (como un componente de peso) que

TAMBIÉN debe superar, ¿cuál es la fuerza TOTAL que debe aplicarse para empujar el carrito por

la rampa a una velocidad constante? _____________ N