Alejandro Astudillo Vigoya 0935182 Johan Leandro Porras 0941085 Daniel Alexander Gutirrez 0931273

COEFICIENTE DE FRICCION

RESUMEN

Se busca medir el coeficiente de friccin esttico y dinmico entre dos bloques de madera usando los principios de las leyes de Newton para calcularlos. Esto se logr haciendo diferentes pruebas para medir el ngulo de inclinacin en el cual un bloque empieza su movimiento hacia abajo sobre un plano de madera en el caso del coeficiente esttico, y una prueba con diferentes masas en un ngulo fijo donde el bloque se mueve con velocidad constante para obtener el coeficiente dinmico. Se han obtenido los siguientes resultados: e = 0,66 1

d = 0.41

0.001

Los anteriores datos se acercan mucho a los coeficientes reales entre dos superficies de madera, que son e = 0,7 y d = 0,4.

INTRODUCCIN

Si se tienen dos bloques colocados uno encima del otro y se intenta deslizar uno, mientras el otro est esttico, se podr sentir que se ofrece una oposicin al movimiento. Esta oposicin es conocida como friccin. La friccin es una fuerza que va en sentido contrario a la que provoca el movimiento y se debe a la interaccin a nivel molecular entre los dos cuerpos que se tocan ya que microscpicamente cada superficie posee es imperfecta La fuerza de friccin tericamente puede ser hallada con la siguiente formula El coeficiente de friccin () es un valor escalar nico y solo determinable para cada par de materiales que relaciona la proporcionalidad entre la fuerza de friccin (o de rozamiento) con la fuerza normal. Este puede ser clasificado como coeficiente de friccin esttico o coeficiente de friccin dinmico dependiendo de la naturaleza del experimento que se realizara. En caso de tener un plano inclinado de un material y un bloque del otro material y que las nicas fuerzas que interacten en el sistema sean la fuerza de gravedad, la normal y la de friccin se tendr un coeficiente de friccin esttico, que podremos hallar usando los diagramas de cuerpo libre y la sumatoria de fuerzas en X y Y

para obtener que: e = tan (1): Coeficiente de friccin esttico donde es el ngulo mnimo para que el bloque se mueva Si se tiene el mismo experimento con el que se obtiene el coeficiente de friccin esttico solo que se aade una polea en la parte superior del plano inclinado y de esta se cuelga una masa que se une por medio de una cuerda con masa despreciable al bloque, se puede obtener el coeficiente de friccin dinmico, que tambin se hallar usando los diagramas de cuerpo libre, la sumatoria de fuerzas en X y Y cuando el bloque se desplaza hacia arriba en el plano y cuando se desplaza hacia abajo se llega a qu: d = (m2 m2) (m2 + m2) (2): Coeficiente de friccin dinmico donde m2 es la masa necesaria para que el bloque se mueva hacia arriba a velocidad constante y m2 es la masa necesaria para que el bloque se mueva hacia abajo con velocidad constante

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En el experimento se usaron los siguientes elementos: Plano inclinado de madera con polea Taco de madera Transportador Juego de pesas Portapesas Dulceabrigo Nivel

Para empezar el experimento se limpia bien la superficie con un dulceabrigo. Y se procede a determinar el coeficiente de friccin esttico, para esto se ubica el taco de madera en el plano y se varia el ngulo hasta que el taco de desplace y se toman 5 medidas de los ngulos y se saca el promedio de estos. El procedimiento anterior de repite variando la masa del taco.

Ahora se va a determinar el coeficiente de friccin dinmico, para esto se deja el plano fijo en 45 y se modifica la masa 2 (la masa ubicada en el portapesas) hasta que el taco suba con velocidad constante por el plano. Luego se hace lo mismo pero esta vez para encontrar una masa donde descienda con velocidad constante por el plano.

Se repite los 2 procedimientos anteriores pero esta vez modificando la masa del taco y se toman los datos.

ANALISIS DE RESULTADOS En la siguiente tabla se muestra el ngulo que hizo que cada masa se empezara a mover hacia abajo y su respectivo coeficiente de friccin esttico. m (kg) () e 0,419 36,2 0,74 0,469 33,2 0,65 0,519 33,4 0,66 0,569 32,0 0,62 0,619 32,8 0,64 Tabla1. Promedio del ngulo para que cada masa iniciara su movimiento y su respectivo coeficiente de friccin. La incertidumbre al medir las masas y los ngulos es de respectivamente. 0,001 kg y de 1

En la tabla anterior se ha determinado el coeficiente de friccin esttico con la ec.1 en la cual solo depende del ngulo que hay entre la horizontal y el plano inclinado por donde baja el bloque. Debido a esto se observa que a mayor masa menor ngulo ya que al haber un mayor peso bloque va a iniciar su movimiento a una menor inclinacin. Al mismo tiempo se ve que a mayor ngulo mayor coeficiente de friccin. Esto se debe a que a mayor peso se necesita un ngulo menor para que exista movimiento lo que quiere decir que las superficies en cuestin van a presentar una menor oposicin al rozamiento.

El coeficiente de friccin esttico promedio hallado en el laboratorio entre las dos superficies de madera es e = 0,66 1 Ahora para hallar el coeficiente de friccin dinmico se muestra la siguiente tabla:

m1 (kg) m2 (kg) m2 (kg) d 0,419 0,419 0,180 0,40 0,467 0,458 0,190 0,41 0,517 0,502 0,205 0,42 Tabla 2. Coeficiente de friccin para diferentes masas que ejercen movimiento a velocidad constante. Aqu se observa que el coeficiente de friccin aumenta cuando la masa es mayor, lo que indica que as el bloque vaya a velocidad constante, s las masas en movimiento son mayores, se presenta un aumento de la oposicin al movimiento. En este caso se ha calculado d con la ec.2 que depende nicamente de las masas m2 y m2, teniendo en cuenta que en este caso el ngulo es de 45. La incertidumbre al medir las masas es de de friccin dinmico es: d = 0,41 0,001 kg. Y el valor promedio del coeficiente 0,001

(Esta incertidumbre se calcul con los datos de las masas m2 y m2). Ahora se debe comprobar la siguiente relacin, para saber si d fue calculado correctamente. (3) Al despejar de la ecuacin 3 y calcularlo tenemos: m1(kg) m2(kg) m2 (kg) () 0,419 0,419 0,18 45,63 0,467 0,458 0,19 43,93 0,517 0,502 0,205 43,14 Tabla 3. ngulo hallado a partir de la ecuacin 3.

Con lo anterior se deduce que si se ha implementado un mtodo adecuado para calcular d ya que los ngulos hallados son cercanos al ngulo con el que se trabaj en el laboratorio que fue de 45.

Al comparar los coeficientes esttico y dinmico se aprecia que el esttico es mayor debido a que en ste, el cuerpo est en reposo y la fuerza de friccin es mayor que si el cuerpo estuviera en movimiento.

CONCLUSIONES

Se puede evidenciar que el coeficiente de friccin dinmico depende proporcionalmente de la masa sobre el plano as entre mas masa mas coeficiente de rozamiento presenta el montaje. Contrario pasa con el coeficiente de friccin esttico que no vara con el peso sobre el plano si no solamente varia con el ngulo de inclinacin y en este caso es de e = 0,66 1.