Download - Laboratorio de Física VI
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
1/12
Laboratorio de Física VI
“Fuerza de Rozamiento”Laboratorio N° 6
INFORME
Integrantes:
Jean Linkoll Ortiz de Orue Cáceres C11 –2-
!iguel "ngel "#aro C11 – 2-
!esa: $%
&ro'esor: "raos C(ea) *erson +l,is
ec(a de realizaci.n: 2/ de octubre
ec(a de entrega: 01 de octubre
2$1 – II
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
2/12
1) IntroducciónLa 'ricci.n en cueros o ta#bi3n conocido co#o 'uerza de roza#iento está
er#anente#ente resente en nuestras ,idas) 4a sea al #o#ento de
ca#inar sobre suer5cies rugosas) racticar algn deorte o su7etar algn
ob7eto con nuestras #anos) la causa rincial se debe a 8ue las suer5cies
de los cueros en contacto no son co#leta#ente lisas) sino #ás o #enos
áseras9
&ode#os decir entonces 8ue la 'ricci.n es la 'uerza 8ue se oone al
#o,i#iento 4 or ello en los diagra#as 8ue ,ere#os ,as adelante en #arco
te.rico se eresa con sentido ouesto al desliza#iento de un cuero sobre
el lano9
"s; co#o ocurre en nuestra ,ida cotidiana ta#bi3n ocurre en las industrias)en la #a4or;a de las #á8uinas o #ecanis#os se resenta dic(o 'en.#eno<
es i#ortante entonces tener en cuenta la in=uencia 8ue está resenta en
el 'unciona#iento de dic(os #ecanis#os a la (ora de dise>ar las #á8uinas9
+l control de la 'ricci.n en las #á8uinas o #ecanis#os e,ita el desgaste
re#aturo de estas 4 #e7ora la e5ciencia del siste#a9
+n esta ráctica con el 5n de 8ue obtenga#os eeri#ental#ente el
coe5ciente de 'ricci.n estático o cin3tico) utilizare#os un lano inclinado 4
un blo8ue de #adera la cual tiene en una de sus caras una li7a 8ue (e#os
colocado) 4a 8ue esto nos er#itirá co#render las acti,idades a realizar
en el laboratorio 4 reconocer la i#ortancia de la 'ricci.n en el dise>o de#á8uinas o #ecanis#os 8ue resenten roza#iento entre sus artes9
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
3/12
2) Obeti!os
291? @eter#inare#os eeri#ental#ente la relaci.n 8ue eiste entre la
'uerza de roza#iento 4 la 'uerza nor#al9
292? @e#ostrar eeri#ental#ente 8ue toda suer5cie solida tiene un
corresondiente coe5ciente de roza#iento estático 4 cin3tico9
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
4/12
") Fundamento #eórico
Cuando un ob7eto está en #o,i#iento 4a sea sobre una suer5cie o en un
#edio ,iscoso co#o aire o agua) eiste resistencia al #o,i#iento or8ue el
ob7eto interacta con su entorno9 " tal resistencia se le lla#a 'uerza de'ricci.n9 Las 'uerzas de 'ricci.n son #u4 i#ortantes en la ,ida cotidiana9
&er#iten 8ue uno ca#ine o corra 4 son necesarias ara el #o,i#iento de
los ,e(;culos con ruedas9 I#agine 8ue traba7a en su 7ard;n 4 llena un bote de
basura con desec(os de (o7as9 Luego intenta arrastrar el bote a tra,3s de la
suer5cie de concreto de su atio) co#o en la 5gura 916a9 +sta suer5cie
es real) no una suer5cie idealizada sin 'ricci.n9A91
La #agnitud de la 'uerza de 'ricci.n estática entre cuales8uiera dos
suer5cies cuales8uiera en contacto tiene los ,alores: A92
@onde la constante adi#ensional Ns se lla#a coe5ciente de 'ricci.n estática
4 n es la #agnitud de la 'uerza nor#al 8ue e7erce una suer5cie sobre la
otra9A92
La #agnitud de la 'uerza de 'ricci.n cin3tica 8ue acta entre dos suer5cies
es
@onde uk se lla#a coe5ciente de 'ricci.n cin3tica9 "un8ue el coe5ciente de'ricci.n cin3tica ,ar;a con la raidez9A92
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
5/12
$) Materia%es & E'ui(os de
trabao
Bsare#os este blo8ue ara realizar
el @9C9L 4 los cálculos resecti,os
ara (allar la 'uerza de roza#iento
Fi* 2 +%o'ue de Madera
+s el rogra#a con el cual
realizare#os la recoilaci.n)
análisis 4 resentaci.n de los
datos9
Fi* " Inter,ace -asco
+s un disositi,o electr.nico
e8uiado de sensores 8ueresonden a
un #o,i#iento ';sico
Fi* $ .ensor de Fuerza
Con este ob7eto
deter#inare#os el ángulo 8ue
'or#a el blo8ue 4 la cuerda
Fi* / #rans(ortador
Con estas #antendre#os una
osici.n erendicular con la
base oorte del !onta7e realizado Fi* 0 & Vari%%as & tri(ode
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
6/12
+sta generara #a4or 'ricci.n
debido a su contetura9 La
usare#os en las eerienciasdel laboratorio
Fi* Lia
/) -rocedimientos
-+n este laboratorio) recoila#os 4 anota#os datos sobre el seto
laboratorio9
-@etallare#os aso a aso nuestra agradable eeriencia) los asosco#enzando de la siguiente #anera
91? +l ri#er aso es reunir los
#ateriales necesarios9
Fiura N34 Materia%es Necesarios
92? Dealizar correcta#ente los
ensa#bla7es de los e8uios9
Fiuras N3 15 Montaes a rea%izar
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
7/12
90? Dealizar las ruebas
necesarias ara obtener los datosre8ueridos
0) 6atos Obtenidos
Los ángulos obtenidos y coeficiente de fricción estático se detallaran en lasiguiente tabla
0*1) 1er Montae7
uente: +laboraci.n
&roia
0*2) 2do Montae7Ensayo F. fricción estática (fs) F. fricción cinética (f k)
1 0.2 N 0.1 N2 0.5 N 0.2 N3 0.6 N 0.3 N4 0.5 N 0.3 N5 0.4 N 0.1 N
uente: +laboraci.n &roia
Fiura N315 -ruebas de
Áng!os8
( " )
coeficiente #efricción cinético
($k)
2%& 0.5126.5& 0.5026& 0.49
2%.1& 0.5126.'& 0.51
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
8/12
) -rocesamiento de %os 6atos
*1) 1er Montae7
Determinamos el promedio para el coeficiente de fricción cinético:
! " 0.51+0.50+0.49+0.51+0.51
5 E $9$/
*2) 2do Montae
#allando los promedios de $fs% y $f !% se tiene:
f s "0.2+0.5+0.6+0.5+0.4
5 " 0.5 &
f! E 0.1+0.2+0.3+0.3+0.1
5 " 0.'( &
Luego con ayuda de nuestro diagrama de cuerpo libre $D)L% determinamos los
siguientes *alores.)omo se aprecia en la figura +,- de nuestro marco teórico en la superficie/oriontal nos dice ue fuera normal $&% es igual al peso $2% de nuestrobloue de madera.
2or lo tanto:
NDónde:
3asa $m% " 0.0(14 !g $masa del bloue% .gr $masa de la li6a% " 0.0(47 8g
,celeración de la gra*edad $g% " 9.7m
s2
)alculando se obtiene:
2" &
m g " &
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
9/12
0.0(47 ; 9.7 " &
& " 0.( &
,/ora como sabemos con ayuda del sensor de fuera determinamos ue lafuera aplicada fue de 0.' & con ese dato procederemos a calcular nuestrocoeficiente de roamiento estático.
s ¿f r
N "0.5 N
0.63 N " 0.79
,/ora /allaremos nuestro coeficiente de roamiento cinético
! ¿ f r
N "0.26 N
0.63 N " 0.41
,/ora procedemos a calcular el error porcentual entre los coeficientes deroamiento cinéticos obtenidos:
)álculo del error porcentual:
ε =
|
V teórico−V práctico
V teórico
|.100
" |
0.504 – 0.41
0.504
|.100=¿
1%9/FG
*") #ab%a de Resu%tados
Fer*a
Nor+a!(N)
fricción
estática(fs)
fricción
cinética(fk)
coeficient
e #efriccióncinético
($k)
coeficient
e #efricciónestático
($s)
Error
orcenta!
0.63 0.5 & 0.'( & 0.504 0.79 1.47<
=uente: >laboración 2ropia
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
10/12
) 9onc%usiones
*1)
?e logró determinar eperimentalmente la relación ue eiste entre la fueraaplicada y la fuera de fricción estas son iguales cuando el cuerpo en estudio
se encuentra en estado de reposo.
*2) ?e pudo comprobar ue toda superficie tiene un respecti*o coeficiente deroamiento tanto estático como cinético. ,demás también pudimos obser*ar ue el coeficiente de roamiento estático es mayor al cinético esto lo podemosobser*ar tanto en los aneos como en la tabla del segundo monta6e.
4) +ib%iora,ía9.1% ,. @l*are A >. #uayta =Bsica 3ecánica 'C >dición =acultada dengenierBa La 2a Eoli*ia '00'. $2ágina 150 capBtulo (%
9.'% 2aul F. GiteHit fBsica 1 principios y problemas 3c. IraHJ#ill ?antaféde Eogotá )olombia 1995. $2ágina 1'' capitulo 5%
9.% =Bsica Da*id #olliday Kobert Kesnic! )ompaMBa >ditorial )ontinental?.,. 1974. $2ágina 1(( capitulo 5%
15) :ne;os
15*1) :ne;o 1 -rimer Ensa&o 2do
Montae7
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
11/12
15*2) :ne;o 2 .eundo Ensa&o
2do Montae7
15*") :ne;o " #ercer Ensa&o 2do
Montae7
15*$) :ne;o $ 9uarto Ensa&o 2do
Montae7
15*/) :ne;o / /to Ensa&o 2do
Montae7
-
8/19/2019 Laboratorio de Física VI
12/12