8 Coeficiente de Friccion Experimentos de Física 1 PDF

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Guía de coeficiente de fricción para la asignatura de experimentos de física 1...

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Universidad del Valle

Departamento de Física Experimentación Física I Laboratorio No. 2 COEFICIENTE DE FRICCIÓN 1. OBJETIVO Estudio del coeficiente de fricción estática y dinámica. 1.1 Objetivos específicos Medir el coeficiente de fricción estático entre dos bloques de madera. Medir el coeficiente de fricción dinámico entre dos bloques de madera. Análisis de cómo afecta la fricción en el movimiento sobre el plano inclinado. 2. SISTEMA EXPERIMENTAL 2.1 Materiales requeridos. Un plano inclinado de madera Un taco de madera Escuadra de 45° Una polea. Un portapesas con sus respectivas pesas Nivelador dulceabrigo 2.2 Montaje Experimental La figura 1 ilustra el montaje experimental de la primera parte a ser usado en la presente práctica, que corresponde al coeficiente de fricción estático.

Figura 1. Sistema Experimental.

Experimentación Física I

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En la Figura 2 se muestra el montaje experimental de la segunda parte que corresponde al coeficiente de fricción dinámico, la dirección de la fuerza de fricción depende de si el movimiento es de ascenso o descenso por la rampa, realice el diagrama de cuerpo libre para cada caso.

Figura.2. Segundo montaje experimental. 4. CONSIDERACIONES TEORICOS

constante. Cuando el m2 se mueve hacia abajo del plano con velocidad constante, se tiene que

4.1 Coeficiente de fricción estático.

/

Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 1 se tiene que,

m1 g Sen ( ) Ff N

0

(4.1)

m1 g Cos ( )

y por lo tanto el coeficiente de fricción estático queda, (4.2) tan( ) e siendo el ángulo mínimo para que el bloque se ponga en movimiento con respecto al plano. 4.2 Coeficiente de fricción dinámico:

0

d

m 2 m /2 2 m1Cos

m/2

m2 2

(4.5)

(4.6)

Combinando las ecuaciones (4.5) y (4.6) y si el ángulo =45 , queda que

d

Experimentación Física I

(4.4)

Igualando Ff en las ecuaciones (4.3) y (4.4), se obtiene la siguiente relación,

(4.3)

siendo m2 la masa mínima necesaria para que el cuerpo se mueva hacia arriba con velocidad

0

siendo m´2 la masa necesaria para que el cuerpo se mueva hacia abajo con velocidad constante. De (4.3) y (4.4) se obtiene que el coeficiente de fricción dinámico d queda,

m1Sen

Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 2, cuando m1 se mueve hacia arriba del plano inclinado con velocidad constante, se tiene que

m 2g m1g Sen ( ) Ff

m 2g m1g Sen ( ) Ff

m2

m /2

m2

m /2

(4.7)

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5- PROCEDIMIENTO NOTA: Es importante tener muy limpias siempre las dos superficies en contacto. La mesa debe estar totalmente nivelada. Se puede golpear SUAVEMENTE la mesa de madera para quitar la fricción. Movimiento Estático Haga el montaje de la Figura 1, coloque el plano bajo un ángulo pequeño en cualquier punto del plano coloque el cuerpo. Haga variar el ángulo (lentamente) hasta conseguir que el cuerpo inicie el movimiento. En estas condiciones halle el valor del ángulo. Repita el experimento (para el mismo cuerpo) al menos 5 veces. Llene la tabla 1. Encuentre el promedio del ángulo. Haga variar la masa del cuerpo que resbala (colocando pesas sobre él) y repita el procedimiento Movimiento Dinámico Pese y anote la masa m1 . Realice el montaje de la Figura 2, la inclinación debe ser de 45 0 . Coloque masa m 2 (para cada masa proporcione una pequeña sacudida) hasta que el bloque se mueva con velocidad constante hacia arriba, anote este valor. Modifique la masa m 2 hasta que el bloque se mueva hacia abajo con velocidad constante, anote este valor como m2´. Tabla 2. 6. ANALISIS DE DATOS Y RESULTADOS

Experimentación Física I

ANÁLISIS.

Laboratorio Coeficiente de fricción Fecha: Profesor: Nombre y código de los integrantes del grupo: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________

Tabla 1. m 1=

m2=

m3=

m4=

m 6=

promedio

2.1. Deduzca la ecuación 4.2

2.2. Según la expresión 4.1, si se aumenta la masa que pasa con la fuerza de fricción?.

2.3. De la tabla 1. Qué concluye?:

2.4. Calcule el valor del coeficiente de fricción estático (explique su resultado) (Ecuación 4.2)

2.5. Deduzca la ecuación (4.7)

Experimentación Física I

TABLA 2. m1

m2

m2’

2.6. Calcule el valor del coeficiente de fricción dinámico (explique su resultado).

2.7. Compruebe la relación (4,6), que error obtiene?.

7. PREGUNTAS 7.1 Por qué el coeficiente de fricción estático no permanece constante cuando se realizan varias mediciones con cada cuerpo?.

7.2 Qué efecto tiene el área de la superficie y el peso del cuerpo en el coeficiente de fricción estático?. En el de fricción dinámico?.

7.3. Qué efecto tendrá la polea en la precisión del coeficiente de fricción dinámico?

8. CONCLUSION:

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