COEFICIENTE DE FRICCION - Universidad Santiago de Cali

GUIAS ÚNICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA I
TRABAJO Y ENERGIA
COEFICIENTE DE FRICCIÒN
SANTIAGO DE CALI
UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI
DEPARTAMENTO DE LABORATORIOS
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GGUUIIAASS DDEE FFIISSIICCAA II
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
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
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fricción depende de si el movimiento es de ascenso o descenso por la rampa,
dibuje la en cada caso.
Figura 2. Segundo montaje experimental
4. CONSIDERACIONES TEORICOS
4.1 Coeficiente de fricción estático.
Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 1 se tiene que,
y por lo tanto el coeficiente de fricción estático queda,
siendo q el ángulo mínimo para que el bloque se ponga en movimiento con
respecto al plano.
4.2 Coeficiente de fricción dinámico:
Del diagrama de cuerpo libre de la Figura 2, cuando m1 se mueve hacia arriba
del plano inclinado con velocidad constante, se tiene que
siendo m2 la masa mínima necesaria para que el cuerpo se mueva hacia arriba
con velocidad constante. Cuando el m2 se mueve hacia abajo del plano con
velocidad constante, se tiene que
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 m d queda,
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Igualando Ff en las ecuaciones (4.3) y (4.4), se obtiene la siguiente relación,
Combinando las ecuaciones (4.5) y (4.6) y si el ángulo a=45°, queda que
5- PROCEDIMIENTO
NOTA: Es importante tener muy limpias siempre las dos superficies en contacto.
La mesa debe estar totalmente nivelada
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
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 45º .
· Coloque masa m2 (para cada masa proporcione una pequeña sacudida)
hasta que el bloque se mueva con velocidad constante hacia arriba, anote
este valor.
· Modifique la masa m2 hasta que el bloque se mueva hacia abajo con
velocidad constante, anote este valor como m2´. Tabla 2.
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6. ANALISIS DE DATOS Y RESULTADOS
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 Con las mediciones que se usaron en la medida del coeficiente de fricción
estático para encontrar el ángulo q determine el límite máximo de error y el
error relativo en el coeficiente de fricción estático.
7.4 Qué efecto tendrá la polea en la precisión del coeficiente de fricción
dinámico?
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ANÁLISIS.
Laboratorio de Coeficiente de fricción
Fecha:
Profesor:
Nombre y código de los integrantes del grupo:
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Qué concluye?:
Calcule el valor del coeficiente de fricción estático (explique su resultado):
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Compruebe la relación (4,6), que error obtiene?.
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