El ángulo de rozamiento tiene una interpretación física sencilla, al

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NUCLEO- CIUDAD BOLIVAR
CÁTEDRA: LABORATORIO DE FÍSICA CIVIL CÓDIGO: 005-2131
DETERMINACION EXPERIMENTAL DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN CINÉTICO
Coeficiente de rozamiento
El coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción expresa la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto.
Es un coeficiente adimensional. Usualmente se representa con la letra griega μ (mi).
El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales en contacto; no es una propiedad intrínseca de un material. Depende
además de muchos factores como la temperatura, el acabado de las superficies, la velocidad relativa entre las superficies, etc. La naturaleza de este tipo de fuerza
está ligada a las interacciones de las partículas microscópicas de las dos superficies implicadas.
Ángulo de rozamiento
La arena adopta una forma de cono con la inclinación de su ángulo de rozamiento interno.
Al considerar el deslizamiento de un cuerpo sobre un plano inclinado, se observa que al variar la inclinación de dicho plano, el objeto inicia el movimiento
al alcanzarse un ángulo de inclinación crítico. Esto es debido a que al aumentar la inclinación, se reduce paulatinamente la componente perpendicular del peso, la
fuerza N, que es proporcional al coseno del ángulo de inclinación.
Esto es así independientemente del peso del cuerpo, ya que a mayor peso, aumentan tanto la fuerza que tira el objeto cuesta abajo, como la fuerza
normal que genera el rozamiento. De este modo, un coeficiente de rozamiento dado entre dos cuerpos equivale a un ángulo determinado, que se conoce como
ángulo de rozamiento.
Ejemplo: Si tenemos un carro en una superficie muy inclinada, nos caemos y el carro resbalará por el pavimento o asfalto, provocando la fricción o el
coeficiente de fricción:
Determinados materiales granulares, como la arena, la grava, los suelos y en general los graneles, tienen un determinado coeficiente de rozamiento entre
los granos que los conforman. El ángulo asociado es precisamente el ángulo que formaría un montón estable de dicho material, por ello se conoce a esta propiedad
como ángulo de rozamiento interno.
Ángulo de rozamiento interno
Ángulo de reposo.
En ingeniería, el ángulo de rozamiento interno es una propiedad de los materiales granulares.
El ángulo de rozamiento tiene una interpretación física sencilla, al estar relacionado con el ángulo de reposo o máximo ángulo posible para la pendiente
de un montoncito de dicho material granular. En un material granuloso cualquiera el ángulo de reposo está determinado por la fricción, la cohesión y la forma de las
partículas pero en un material sin cohesión y donde las partículas son muy pequeñas en relación al tamaño del montoncito el ángulo de reposo coincide con el
ángulo de rozamiento interno.
Es especialmente importante en mecánica de suelos para determinar tanto la capacidad portante como la resistencia al deslizamiento de un terreno
arenoso.
Aplicaciones
El ángulo de rozamiento interno a veces interviene en el diseño de equipos para el procesado de partículas sólidas. Por ejemplo, se puede usar para
diseñar un silo de almacenaje o el dimensionado de una cinta transportadora para materiales granulosos. E igualmente en geotecnia y geología el ángulo de
rozamiento interno es importante para determinar la estabilidad de taludes, la resistencia de una cimentación o para el cálculo del empuje de tierras.
Larvas de hormiga león
Trampa de arena de una hormiga león.
La larva de hormiga león atrapa hormigas y otros pequeños insectos excavando un agujero cónico en arena suelta, tal que la pendiente del mismo está
muy cercana al ángulo de reposo de la arena. Así cuando un pequeño insecto merodea por el agujero, su peso causa que la arena colapse hacia el interior
arrastrándolo hacia el centro, donde la larva de hormiga león espera al acecho.
Ángulo de rozamiento interno de algunos materiales
Aquí hay una lista aproximada de algunos materiales con sus ángulos.
Material (condición)
Ángulo de reposo (sexagesimal)
Ceniza
40°
Asfalto (frío)
30–45°
Corteza (trozos secos)
45°
Tiza
45°
Arcilla (seca)
25–40°
Arcilla (húmeda excavada)
15°
Cocos (rallado)
45°
Café (grano fresco)
35–45°
Suelo
30–45°
Harina
45°
Granito
35–40°
Grava (suelta y seca)
30–45°
Grava (natural con arena)
25–30°
Arena (seca)
34°
Arena (muy mojada)
15–30°
Arena (húmeda)
45°
ACTIVIDAD No 1

Elaborar un dispositivo experimental que permita determinar el coeficiente de fricción cinético entre materiales
diversos.
 Diseña y elabora una plataforma que pueda inclinarse y fijarse en ángulos que varíen entre 0o y 90o
 En la plataforma debe ser posible colocar materiales diversos con el fin de medir el ángulo crítico al que se inicia el
deslizamiento entre cada par de materiales utilizados.
 Realiza tus mediciones un numero (n) de veces que te permitan minimizar errores y obtener el valor más
aproximado al valor real.
ACTIVIDAD No 1
 Determine el ángulo de rozamiento interno de diversos materiales granulados.
 Diseña e instala un montaje experimental en el que pueda observar y medir el ángulo de rozamiento interno de
diversos materiales granulados.