experimento 4: obtener el coeficiente de fricción estático

Material:

1 Accesorios fricción (ME-8574) 1 Sensor de fuerza(canasta de fricción) (PS-2104)

3 masas de 250 g (ME-6757)

1 Nivel 1 balanza granataria 1 Soporte universal

1 Flexómetro 1 Riel de baja fricción 1 Sensor de movimiento

1 Soporte para celular 1 Doble nuez

Experimento 4: Obtener el coeficiente de fricción estático

Objetivo: Obtener de manera experimental el coeficiente de fricción estático y dinámicopara diferentes superficies.

1

Desarrollo experimental:Método 11.-Construir el arreglo experimental (diapositiva 7).

1.1 Coloca el sensor de movimiento en el extremo del riel de baja fricción, tendrás quegraficar en DataStudio velocidad vs tiempo; esto solo es para garantizar que eldesplazamiento será con velocidad constante (registrar en tabla 1).1. 2 Con una cuerda une el sensor de fuerza a los accesorios de fricción (se tienen que

pesar antes de unirlos con la cuerda) y colócalos sobre el riel de baja fricción.2.-Crear la siguiente tabla (una tabla para cada superficie de contacto):

2


Tabla 1: Material de contacto

Masa Total (kg) ± ∆𝑚 Fuerza Normal (N) ± ∆𝑁

𝐹𝑓𝑠 (N) ± ∆𝐹 𝐹𝑓𝑠 (N) ± ∆ 𝐹 𝐹𝑓𝑘 (N) ± ∆ 𝐹𝑓𝑠 𝐹𝑓𝑘 (N) ± ∆ 𝐹𝑓𝑘 Velocidad ( 𝑚𝑠) ± ∆𝑣

1

2

3

4

3.-Pesar el accesorio de ficción, colocarlo sobre el riel de baja fricción a una distancia de 15cm del sensor de posición, ya que este unido el accesorio de fricción y el sensor, iniciar unexperimento en data estudio, agregando el sensor de movimiento y el sensor de fuerza..

3.1 Para el sensor de posición graficar velocidad vs tiempo.3.2 Con el sensor de fuerza graficar Fuerza vs tiempo.3.3 Un integrante del equipo sujete el sensor de fuerza y este preparado para comenzara tirar de la cuerda atada al sensor.

4.-Despues de preparar el software, dar play al experimento y al mismo instante elintegrante de su equipo comience a jalar con el sensor, debe de ser de manera constante ysuave, garantizando que el tirón produzca que el desplazamiento de la bandeja de fricciónsea con velocidad constante, repetir esto 3 veces(diapositiva 8).5.-Repetir los pasos 3 al 4 agregando las masas de 250 gramos.6.-Repetir los pasos 3 al 6 cambiando el material de contacto de las bandejas de fricción.

3


4


Desarrollo teórico experimental:Método 1

El punto maximo será

𝑭𝒇𝒔El promedio de este intervalo

de datos será 𝑭𝒇𝒔

𝐹𝑓𝑠 = 𝜇𝑠𝑁 𝐹𝑓𝑘 = 𝜇𝑘𝑁

𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑎𝑧𝑢𝑙) = 𝜇𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒(𝑟𝑜𝑗𝑎) = 𝜇𝑘

Gráfica las fuerzas de fricción de la tabla 1 en Y y la normal en el eje de las X.

Desarrollo experimental:Método 2

1.-Construir el arreglo experimental (diapositiva 9).1.1 Colocar la bandeja de fricción aproximadamente a la mitad del riel de baja fricción

(bandeja con superficie de acrílico).1. 2 Un integrante del equipo se debe de colocar en el extremo del riel de baja fricción.

2.-Comenzar a grabar video, al mismo tiempo que el compañero en el extremo del rielcomience a elevarlo de manera lenta y detenerse justo en el momento en que la canasta defricción comience a desplazarse (se debe de obtener el ángulo 𝜽𝒎𝒂𝒙 y la aceleración con laque se mueve la canasta de fricción).3.-Repetir los pasos 1 a 2 con la misma bandeja de fricción.

5


6


Desarrollo teórico experimental:Método 2

𝜇𝑠 = tan 𝜃

Graficar en X la posición y en Y eldesplazamiento de la bandeja de fricción. Lasegunda derivada de la ecuación cuadráticaque se obtenga, será la aceleración (solopara el caso que se quiera obtener 𝜇𝑘).

𝜇𝑘 = tan 𝜃 −𝑎

𝑔 cos 𝜃

Para 𝜇𝑠 se obtiene el promedio de losángulos obtenidos en cada video (justo antesde que comience a desplazarse).


7

Arreglo experimental Método 1

Desarrollo experimental Método 1

8


𝒗 = 𝒄𝒕𝒆

𝑭𝒇𝒌

𝑭𝒇𝒔

15 cm𝒚

Arreglo experimental yDesarrollo experimental Método 2


𝜽𝒎𝒂𝒙 =Justo cuando la bandejacomience a desplazarse

9

experimento 4: obtener el coeficiente de fricción estático

Documents