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GUIA DE LABORATORIO
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FISICA MECANICA
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TEMA: Fuerza de Fricción y Coeficiente
de Fricción Estático
PRACTICA Nº: 57
OBJETIVO:
Estudiar el rozamiento entre superficies de diferente naturaleza
Determinar el coeficiente de rozamiento estático
ALCANCE:
MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR





Dinamómetro de 2N
Dinamómetro de 5N
Bloque de madera con gancho
Bloque de madera con base de caucho con gancho
Placa de PVC blanca con orificio
FUNDAMENTO
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, entre dos superficies en
contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de
fricción dinámica), o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de
fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas,
entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza
perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, si no que forme un
ángulo φ con la normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se
compone de la fuerza normal N (perpendicular a las superficies en contacto) y de la
fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto.
Elaborado por:
Revisado por:
Aprobado por:
JOSE ROZO B - DIEGO RIVEROS
MOJICA PEDRO PATIÑO C
DIEGO RIVEROS MOJICA
ARMANDO PULIDO GARZON
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El coeficiente de rozamiento estático es igual a la tangente del ángulo del plano
inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibrio sin deslizar, ello permite
calcular los distintos coeficientes de rozamiento, simplemente colocando un cuerpo de
un material concreto sobre un plano inclinado del material con el que se pretende
calcular su coeficiente de rozamiento, inclinando el plano progresivamente se observa
el momento en el que el cuerpo comienza a deslizarse, la tangente de este ángulo es
el valor del coeficiente de rozamiento. Del mismo modo conocido el coeficiente de
rozamiento entre dos materiales podemos saber el ángulo máximo de inclinación que
puede soportar sin deslizamiento.
Valores de los
coeficientes de
fricción
Coeficientes de rozamiento de algunas sustancias[cita requerida]
Materiales en contacto
Articulaciones humanas
0,02
0,003
Acero // Hielo
0,028
0,09
Acero // Teflón
0,04
0,04
Teflón // Teflón
0,04
0,04
Hielo // Hielo
0,1
0,03
Esquí (encerado) // Nieve (0 °C)
0,1
0,05
Acero // Acero
0,15
0,09
Vidrio // Madera
0,2
0,25
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MOJICA PEDRO PATIÑO C
DIEGO RIVEROS MOJICA
ARMANDO PULIDO GARZON
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En la tabla se listan los
coeficientes de
rozamiento de algunas
sustancias donde
μe = Coeficiente
de rozamiento
estático,
μd = Coeficiente
de rozamiento
dinámico.
Los coeficientes de
rozamiento, por ser
relaciones entre dos
fuerzas son son
magnitudes
adimensionales.
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Caucho // Cemento (húmedo)
0,3
0,25
Madera // Cuero
0,5
0,4
Caucho // Madera
0,7
0,6
Acero // Latón
0,5
0,4
Madera // Madera
0,7
0,4
Madera // Piedra
0,7
0,3
Vidrio // Vidrio
0,9
0,4
Caucho // Cemento (seco)
1
0,8
Cobre // Hierro (fundido)
1
0,3
PROCEDIMIENTO
FUERZA DE FRICCION ESTATICA
1.
Ajuste la escala del dinamómetro de 2N para llevar a cabo mediciones
horizontales
2.
Enganche el dinamómetro (2N) al bloque de madera y con la superficie
grande de madera hacia abajo. Todos los experimentos se harán sobre la
placa de PVC
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3.
Mantenga el dinamómetro paralelo a la superficie de la mesa, tire
lentamente de él y haga le lectura de la fuerza aplicada sobre el bloque de
madera. Complete la tabla.
4.
En la siguiente figura represente las fuerzas aplicadas sobre el bloque de
madera
F = fuerza aplicada
Fa = fuerza de fricción
P = peso
N = fuerza normal de reacción
5. Inicialmente, aplique una fuerza de 0,2N
6. ¿el bloque de madera se movió al aplicar la fuerza de 0,2N? ¿Cuál es la fuerza de
fricción Fa? _______
7. Aumente 0,2N a la intensidad de la fuerza 0,2N y complete la tabla
F (N)
Fa
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
8. Cuando se aumenta gradualmente la fuerza aplicada, se pude notar que el bloque
empieza a moverse, ¿Cuál fue el menor valor aproximado de la fuerza aplicada
que dio inicio al movimiento del bloque de madera?
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__________________________________________________________________
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9. ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción estática Fae?
Fae = ______ N
10. Con el dinamómetro de 5N, mida el peso del bloque de madera
P = ________ N
11. ¿Cuál es el valor de la fuerza normal de reacción?
N = ______ N
12. Calcule el coeficiente de fricción estática
Fae / N = μ e =
COEFICIENTE DE FRICCION ESTATICA
1. Enganche el dinamómetro (2N) al bloque de madera y con la superficie menor de
madera hacia abajo. Todos los experimentos se llevaran a cabo sobre la placa de
PVC.
2. Mantenga el dinamómetro paralelo a la superficie de la mesa, tire lentamente de él
y haga la lectura de la fuerza aplicada sobre el bloque de madera. Complete la
tabla.
3. Inicialmente, aplique una fuerza de 0,2N
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4. ¿el bloque de madera se movió al aplicar la fuerza de 0,2N?
5. Aumente 0,2N a la intensidad de la fuerza 0,2N y complete la tabla
F (N)
Fa
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
6. Cuando se aumenta gradualmente la fuerza aplicada, se pude notar que el bloque
empieza a moverse, ¿Cuál fue el menor valor aproximado de la fuerza aplicada
que dio inicio al movimiento del bloque de madera?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
7. ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción estática Fae?
Fae = ______ N
8. Cuando se reduce el área de la superficie de contacto, ¿Qué sucede con la fuerza
de fricción estática?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
9. Con el dinamómetro de 5N, mida el peso del bloque de madera
P = ________ N
10. ¿Cuál es el valor de la fuerza normal de reacción?
N = ______ N
11. Calcule el coeficiente de fricción estática
Elaborado por:
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Aprobado por:
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MOJICA PEDRO PATIÑO C
DIEGO RIVEROS MOJICA
ARMANDO PULIDO GARZON
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Fae / N = μ e =
12. Al considerar el margen de error admitido (5%), ¿se puede afirmar que los valores
de los coeficientes de los experimentos son iguales o diferentes?
CONSULTA
Explique a partir de un dibujo como se observan microscópicamente las superficies
rugosas entre materiales de diferente naturaleza.
¿Cómo se lograría reducir la rugosidad entre superficies?, ¿existen superficies con
coeficiente estático igual a 0?
¿Qué aplicaciones en su profesión tienen los conceptos físicos de rozamiento?
BIBLIOGRAFIA
Douglas, Giancoli. Física Genera
Hallyday y Resnick. Física I y II
SEARS, Zemansky, Young. Física universitaria,Volumen 1. Pearson, Addison Wesley.
Undécima edición. 2004
http://www.fisica.uson.mx/manuales/mecanica/mec-lab10.pdf
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JOSE ROZO B - DIEGO RIVEROS
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