Preparacin de Informes en formato IEE

LABORATORIO No. 5 MEDICION DEL COEFICIENTE DE FRICCION CINETICA ENTRE DOS SUPERFICIES APLICANDO LA SEGUNDA LEY DE NEWTON.

Luisa Fernanda Fuentes BravoCarn: 15058-14e-mail: fer_9719@hotmail.com

ITCR. Marn. Preparacin de reportes escritos informativos..

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RESUMEN: La prctica de laboratorio no.4 tuvo como objetivo analizar el efecto que provoca la fuerza de friccin, al moverse un objeto, sobre una superficie inclinada. Siendo utilizados, un plano inclinado, un bloque de madera, una regla de 1m, y un cronometro, la prctica consisti en montar el sistema que consista en una superficie inclinada en 5 diferentes ngulos (15, 17, 19, 21, 23), posteriormente se permiti al bloque de madera deslizarse a travs de la superficie inclinada, y se tom el tiempo transcurrido desde que se solt, hasta que lleg al final de la superficie inclinada, proceso que se repiti en 5 ocasiones por cada ngulo de inclinacin utilizado. Con los datos obtenidos de la medicin del tiempo, se llen la Tabla 1. Subsiguientemente con ayuda de los datos de esta tabla, aplicando las ecuaciones correspondientes se pudieron obtener los valores de la Tabla 2. Posteriormente al respectivo anlisis de los resultados obtenidos se pudo llegar a la conclusin de que la direccin de la fuerza de friccin va, en contra de la direccin del movimiento.

OBJETIVOS

I. Analizar el efecto que provoca la fuerza de friccin, al moverse un objeto, en una superficie inclinada,

II. Encontrar el coeficiente de friccin dinmico entre dos superficies.

III. Considerar la naturaleza de las fuerzas de friccin que se presentan entre dos superficies secas en contacto.

IV. Relacionar funcionalmente la magnitud de la fuerza de friccin Fr con la magnitud de la fuerza normal.

MARCO TEORICO

FRICCION O ROZAMIENTO

Cuando un cuerpo es en contacto con una superficie, se presenta una fuerza que acta sobre l. Esta fuerza recibe el nombre de fuerza de friccin, la cual se define como una fuerza que se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre una superficie. [1]

a) El rozamiento: lo ocasionan las irregularidades de la superficie en contacto.b) Cuanto ms speras sean las superficies, mayor ser la friccinc) El peso de los cuerpos en contacto. Si el peso es mayor la friccin tambin ser mayor. [2]

ACCION DEL PESO EN UN PLANO INCLINADO CON FRICCIN.

Si apoyamos un libro sobre un plano inclinado y comienza a deslizar, las fuerzas que actan sobre el cuerpo son lafuerza normal(N), supeso(P) y lafuerza de rozamiento(FR). Para calcular la fuerza resultante, deberemos sumarlas. Como hemos visto con anterioridad, sumar fuerzas es ms sencillo si todas tienen la misma direccin o sus direcciones forman un ngulo de 90 y en nuestro caso, P no lo cumple. Por esta razn, podemos descomponer el peso en dos fuerzas, Pxy Py, tal y como estudiamos en el apartado dedescomposicin de fuerzas. Una vez que hagamos esto, si hacemos un giro a nuestro sistema de referencia, podrs comprobar que nuestro cuerpo en el plano inclinado que se desliza por la accin de su peso es equivalente al mismo caso en el que el cuerpo se encuentra en un plano horizontal y nosotros lo empujamos con una fuerza equivalente a Px.[3]

Cuando un cuerpo se desliza por un plano inclinado por la accin de su peso, la fuerza resultante (F) tiene la direccin y sentido de la pendiente del plano y su mdulo se obtiene:[3]

F=PxFR

Adems se cumple que:PxFR=maN=PyPx=Psin()Py=Pcos()

EJEMPLO

Una caja de 100 N reposa sobre un plano inclinado 30 .Si el coeficiente de friccin es m = 0.1. Cual es la fuerza de empuje paralela al plano necesaria para subir el plano con velocidad constante?[4]

Rotacin del eje:

Fx = -Fa + W Cos 60 + Ff = 0 Fy = Fn W sen 60 = 0

Despejando:

Fn = W Sen 60 = 100 N Sen 60 = 86.6 NFf = Fn = 86.6 N ( 0.1) = 8.66 NFa = W Cos 60 + Ff = 100 N Cos 60 + 8.66 = 58.66 N

RECOPILACIN DE DATOS

X Plano= 0.425 0.001 m

Tabla 1. Datos recopilados durante la prctica.

Angulot1t2t3t4t5

15 0.012.210s2.500s2.300s2.340s2.370s

17 0.011.200s1.270s1.240s1.250s1.300s

19 0.011.000s1.070s1.060s1.040s1.090s

21 0.010.890s0.930s0.940s0.850s0.890s

23 0.010.540s0.660s0.7100.7100.680s

Dentro de esta tabla se observaran los tiempos obtenidos, al momento de llevar a cabo la prctica.

Tabla 2. Datos obtenidos a partir de los datos recopilados al llevar a cabo la prctica de laboratorio.

Angulot (s)Aceleracin Coeficiente de Friccin

15 0.012.344 0.0730.1560.0070.25

17 0.011.2520.0260.5420.0160.25

19 0.011.0520.0260.7680.0270.26

21 0.010.9000.0281.0490.0460.27

23 0.010.6600.0481.9510.2010.21

= 0.250.014

La tabla 2 nos muestra los resultados obtenidos a partir de las Ec. (1), (2), (3), en caso t, para la aceleracin se utiliz Ec. (4), para el coeficiente de friccin se utilizaron Ec. (5), (6), (7), (8), por ultimo para hallar el coeficiente de friccin resultante se utilizaron las Ec. (1), (2), (3).

ECUACIONES 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

CONCLUSIONES

La fuerza de rozamiento o friccin es aquella que va en contra de la direccin del movimiento.

Mientras mayor es el ngulo de inclinacin de una superficie en la cual se deja deslizar otro objeto, menor es el tiempo en que el objeto recorre la superficie, as como es mayor la aceleracin del objeto en cuanto a la superficie.

El coeficiente de friccin, es la razn entre la fuerza de resistencia a la friccin y la fuerza normal que presiona juntas las superficies.

REFERENCIAS

[1] Fsica para ciencias e ingeniera; Volumen 1; sptima edicin.

[2] Friccin o Rozamiento (2015, Abril 5), [En Lnea], Disponible en: http://es.slideshare.net/Yeseenya/friccin-cintica-y-esttica-12634381

[3] Fuerzas Planos Inclinados (2015, Abril 5), [En Lnea], Disponible en: https://www.fisicalab.com/apartado/fuerzas-planos-inclinados#contenidos

[4] Plano Inclinado con Friccin (2015, Abril 5), [En Lnea], Disponible en: http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/leyesnewton6.htm

[5] Pearson Education, S.A Mxico, Young y Freedman, FISICA UNIVERSITARIA VOLUMEN, 13a edicin en Espaol.