Coeficiente de rozamiento cinetico PDF

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Laboratorio 2 física FIC UNIFísica Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) 9 pag.Document shared on docsityFACULTAD INGENIERÍA CIVIL"Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILINFORME DE LABORATORIO DE FISICA N° 2INTEGRANTE...

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Laboratorio 2 física FIC UNI Física Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) 9 pag.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

IN INFORM FORM FORME E DE LABO LABORA RA RATO TO TORIO RIO DE FIS FISICA ICA N°2 INTEGRANTES: CARRASCO CURI, Andres Jose 20211205F CRUZATT FIGUEROA, Ricardo Felipe 20212542F DE LA CRUZ PICHARDO, Hector Julio 20211107D CURSO:

FÍSICA I

SECCION:

G

GRUPO:

4

TEMA:

SEGUNDA LEY DE NEWTON

PROFESOR:

BALTAZAR FRANCO, Armando Ulises 2021 – II

"Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"

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ÍNDICE

    

Introducción …………………………………………………………………………………...3 Resultados de laboratorio………………………………………………………………..4 Aplicación en la Ingeniería Civil………………………………………………………..8 Conclusiones……………………………………………………………………………………8 Fuentes de información…………………………………………………………………..9

ÍNDICE DE FIGURAS

   

Fig 1.1 Fig 1.2 Fig 1.3 Fig 1.4

Obtención de datos del primer video con “Tracker”………...…4 Obtención de datos del segundo video con “Tracker”…………4 Ángulo de inclinación en el primer video…………………..………..6 Gráfica de a vs 𝜃 con “geogebra”………………………………………..8

ÍNDICE DE TABLAS

  

T1.1 T1.2 T1.3

Aceleraciones en cada video…………………………………………………5 Ángulos de inclinación en cada video……………………………………6 Método de ajuste de curvas con mínimos cuadrados……………7

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Introducción En este laboratorio abordaremos de manera experimental la fricción entre dos superficies sólidas en contacto y a través de un experimento realizado cinco veces con cambios en las variables determinaremos, con los valores obtenidos, el coeficiente de rozamiento cinético que depende de los materiales en contacto. En nuestro experimento los materiales en contacto serán una caja de cartón que cumplirá la función de móvil y una regla que cumplirá la función de pista de deslizamiento.

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Resultados del laboratorio: Luego de elaborar y analizar los videos del experimento, obtendremos una tabla de aceleraciones. Estas en teoría deberían ser iguales en todo el recorrido, sin embargo, presentan una mínima diferencia por la imperfección de los materiales usados en este experimento. Entonces promediaremos estas aceleraciones para trabajar con el valor más aproximado.

(Fig 1.1)

(Fig 1.2)

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(T1.1) a1

a3

a4

a5

0.563 0.455 0.494 1.104 0.552 0.455 1.343 0.494 0.707 0.804 0.796

a2 1.156 0.366 0.493 1.79E-02 0.672 0.653 1.007 1.135 0.757 0.476 0.505

0.79178756 0.26493172 0.490165 0.40593559 0.52225239 1.67585492 0.57191284 0.55240674 0.8215184 1.63231187 1.2842832

0.71247266 0.5429812 0.37241989 0.75051108 1.02398386 0.40052645 1.21373783 0.70942137 0.59636168 1.15049298 0.73655089

1.24506829 1.85978943 3.96645329 3.19224585 3.85509296 3.26956777 2.24295679 0.6061248 1.60869652 2.15787792 1.94985505

0.247 0.595 0.563 0.698 0.643 0.455 0.456 0.672 0.312 0.333 0.29 0.552 0.73

0.566 0.676 0.574 0.499 0.67 0.812 0.327 0.394 0.565 0.159 0.373 0.201 0.283

1.16180246 1.36008182 1.64248871 0.23251563 0.9667858 1.82578566 1.56649579 3.16406153 0.26510861 2.15330176 1.49958052 1.59383039 1.11557238

0.87835056 1.71705733 2.23106881 1.53603904 0.32928565 1.35059917 2.06165429 1.31692286 2.0327164 2.26685427 0.82463699 0.14726102 1.9906891

0.68249477 1.1708893 0.87243818 3.77178706 5.47715753 1.07875898 2.86447737 2.46803955 2.83934989 0.7393244 0.85194711 1.13948655 2.78359285

0.112 0.627 0.532 0.266 0.807 0.601 0.561 0.734 0.53 0.541 0.198 0.613 0.609 0.78

0.377 0.863 0.333 0.606 0.979 0.613 0.354 0.587 0.812

0.74416483 0.18742881 1.51059521 0.6919276 0.49024678 0.62585858 1.72088007

3.47432532 1.33210031 1.04129266 1.91748831

0.485 0.42 0.765 0.387

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD INGENIERÍA CIVIL Además, hallaremos el ángulo de inclinación para cada uno de los cinco videos. Para esto es necesario tener la altura de un punto en el plano y su proyección sobre la base o su distancia hasta el pie del plano. En este caso nuestra altura en el primer video es de 22cm y aumentará 2cm en cada uno, mientras que la base que es constante en constante en este experimento.

(Fig 1.3) Siendo la base 0.575m, entonces: Tg𝜃=

0.22 0.575

𝜃 = 20.937°

Repitiendo el mismo procedimiento con cada video, obtendremos la siguiente tabla de ángulos: (T1.2) Θ (radianes) 0.36540881 0.39539268 0.42464354 0.45314392 0.48085893 Entonces con estas dos variables y la expresión matemática siguiente podemos calcular los coeficientes de rozamiento en cada caso del video, los cuales serán aproximados entre si.

Para un resultado más preciso en el coeficiente de rozamiento cinético que se ajuste a nuestros datos junto con la expresión anterior aplicaremos el método de los mínimos cuadrados para este ajuste de curva.

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(T1.3) a 0.52113 0.65867 1.25633 1.31498 2.01433

SEN(θ) 0.35733114 0.3851706 0.411996 0.43779432 0.46254087

COS(θ) 0.93397776 0.92284539 0.91118565 0.89907516 0.88659796

SUMATORIA

SEN(θ)*COS(θ) 0.33373934 0.355452913 0.375404847 0.393609993 0.410087795 1.868294887

a*COS(θ) 0.48673035 0.60785336 1.14475335 1.18226629 1.78590137 5.20750472

COS(θ)^2 0.87231445 0.85164361 0.83025929 0.80833614 0.78605594 4.14860943

Reemplazando en la fórmula: 𝜇𝑘 =

9.81 ∗ 1.868294887 − 5.20750472 9.81 ∗ 4.14860943

𝜇𝑘 = 0.32238719

Entonces graficamos a vs θ: (Fig 1.4)

Finalmente obtuvimos la gráfica de la ecuación con el software “geogebra” y no Excel por las limitadas curvas que puede graficar. Los puntos que se observan en la gráfica son nuestros resultados del experimento.

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Aplicabilidad en la Ingeniería Civil 1. El rozamiento llega a ser de gran aplicabilidad en el ámbito de la construcción de una carretera, la fricción que se genera entre las ruedas de un móvil y dicha carretera. Ya que tenemos el conocimiento que el rozamiento depende únicamente de los materiales en contacto, y a la vez sabemos que disminuye cuando la pista está mojada por el agua de las lluvias. Entonces el ingeniero debe tener en cuenta estos factores, por ejemplo, al momento de hacer las curvas en carreteras con el fin de evitar accidentes, ya que si está se hace completamente plana dada la baja fricción, el auto tendría dificultad en el giro y podría descarrilarse.

2. El rozamiento también llega a ser de gran importancia en este caso para la seguridad personal, son los conocidos antideslizantes para escaleras. En un día común al bajar las gradas de una escalera al tener las suelas del zapato con poca rugosidad y los filos de la antes mencionada gradas se correría la muy riesgosa de resbalarse y en consecuencia sufrir un peligroso accidente.

3. Una de las aplicaciones que se dieron en las primeras obras de la ingeniería civil se dio en tiempos incaicos, donde las civilizaciones requirieron de su ingenio para llevar gigantescos bloques de piedras de un lugar a otro sin el uso de la maquinaria actual. Estos eran tan pesados que muchos hombres tenían que ayudar en su traslado, pero dado el alto rozamiento que experimentaban esos materiales era complicado, pero entre las técnicas que usaban para su arquitectura estaba el pulir dichas piedras, entonces esto facilitó su traslado porque al pulirla disminuye su rugosidad que es la causa de la fricción entre cuerpos.

Conclusiones En este informe de laboratorio pudimos corroborar nuestra teoría satisfactoriamente con las técnicas y herramientas adecuadas para demostrar de manera experimental la fricción. Además observamos que no fue necesario conocer la masa de la caja para calcular el coeficiente de fricción por lo que concluimos también que este es independiente de la masa del objeto, sin embargo para calcular la fuerza de fricción necesitamos de este coeficiente y la fuerza normal, fuerza la cual si depende de la masa del objeto en contacto con la superficie, entonces decimos que esta fuerza de fricción si depende de la masa del objeto a estudiar.

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Fuentes de Información: Burbano, E. (2006). Física General. México. Tébar. Young Freedman, Sears, & Zemansky. (2013). FÍSICA UNIVERSITARIA. México: Pearson.

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