ROZAMIENTO Cárdenas.William, Pinzón.Juan y Sánchez.Diego Universidad Militar Nueva Granada, Cajicá, Colombia (Fecha : 24 de abril de 2024) En esta práctica de rozamiento lo que se quería ver era el movimiento de una caja al moverse en tres distintas situaciones, el rozamiento que también es conocido como fricción es una resistencia que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto, como se pudo observar en la respectiva práctica cuando se movía la caja con respecto a las tres situaciones dadas. esta, sacando las fuerzas del mecanismo y I. INTRODUCCIÓN una fue la siguiente: Como se dijo en el resumen esta práctica 𝑎 𝑚 se trata sobre el rozamiento y para poder = − µ (ec. 1) 𝑔 𝑀 empezar a realizar esta práctica se 𝑎 necesitaba saber que era el rozamiento. donde: 𝑔 → 𝑦 La fuerza de rozamiento es también 𝑚 conocida como una fuerza de fricción que → 1𝑥 𝑀 tiene una resistencia que se opone al µ →𝑏 movimiento relativo entre dos superficies 2𝑥 como ya se había mostrado en el resumen. 𝑎= 2 𝑡 Este rozamiento se puede clasificar como La ec.1 nos sirvió para la primera situación el rozamiento estático y el rozamiento la cual era para que el objeto se moviera cinético.(Fernández, s.f.) mediante el peso que se estaba poniendo. El rozamiento estático significa cuando 𝑎 las superficies están en reposo y el 𝑇𝑎𝑛 θ − µ = 𝑔𝐶𝑜𝑠θ (ec.2) rozamiento cinético significa cuando están en movimiento La ec.2 nos sirvió para la segunda relativo.(INGENIERIZANDO, 2023) situación la cual era para que el objeto se La fuerza de rozamiento depende de moviera por sí solo cambiando el ángulo diferentes factores como la naturaleza de sin modificar ningún peso. las superficies, la fuerza de contacto, etc. 𝑚 (𝑚+𝑀)𝑎 Por otra parte se tenía unos datos como el ( 𝑀𝐶𝑜𝑠θ − 𝑇𝑎𝑛 θ) − µ = 𝑀𝑔𝐶𝑜𝑠θ (ec.3) coeficiente de rozamiento que es una medida de esta fuerza y este puede variar La ec.3 nos sirvió para la tercera situación en función de las la cual era para que el objeto se moviera condiciones.(INGENIERIZANDO, 2023) por sí solo cambiando el ángulo y En esta práctica de rozamiento se modificando el peso. utilizaron algunas fórmulas las cuales se utilizaron para cada caso que se utilizó con II. MONTAJE EXPERIMENTAL La práctica experimental comenzó con una orientación detallada por parte del profesor, quien nos proporcionó instrucciones específicas sobre cómo calcular el coeficiente de fricción entre la masa 1 y la superficie. Durante el montaje, realizamos tres análisis diferentes, y en cada uno llevamos a cabo cinco mediciones. En el primer experimento, trabajamos con una superficie plana, como se muestra en la imagen. A esta superficie le agregamos diferentes pesos a la masa para determinar el tiempo que tardaba en llegar al final. Realizamos esta medición cinco veces, cambiando los pesos en cada intento. imagen 1. En el segundo experimento, utilizamos la misma superficie, pero variamos el ángulo de inclinación, sin añadir peso adicional. Medimos el tiempo que la masa tarda en desplazarse hasta el final de la superficie para cada ángulo establecido. imagen 2. tiempo que tardaba en alcanzar el final del recorrido con cada diferente peso añadido. imagen 3. (Imágenes tomadas de la guía; rozamiento, página 4 y 5) III. RESULTADOS Y ANÁLISIS En esta práctica usamos 3 casos diferentes en los cuales nuestro material siempre fue acrílico, a continuación les enseñaremos nuestros resultados. Para realizar las gráficas tendremos en cuenta las ecuaciones mencionadas en el resumen. Superficies horizontales en contacto: Como ya fue mencionado en el montaje experimental nuestro primer experimento fue sobre superficies horizontales en donde con ayuda de la gráfica y de la regresión obtuvimos lo siguiente: Regresión: Grafico: Finalmente, utilizamos la misma superficie inclinada a un ángulo específico de 19°, pero esta vez variamos el peso añadido a la masa. En lugar de descender, la masa tuvo que ascender la pendiente, y medimos el Como acá podemos observar nuestro coeficiente de rozamiento (u) fue de 0.05 lo que es algo bastante bajo y que creemos que se debe a que en general el rozamiento entre el acrilico es muy poco significativo y el peso que decidimos añadir era un poco alto incluso muchas veces superior al peso del carrito que se supone iba a sufrir el rozamiento. Bloque sobre superficie inclinada: En este experimento a partir del plano inclinado y con ayuda de nuestra gráfica pudimos obtener el coeficiente de rozamiento y su incertidumbre como lo vamos a mostrar a continuación. Acá también tuvimos un coeficiente de rozamiento bajo de 0.61 con una incertidumbre de 0.12 como ya se dijo anteriormente creemos que esto se puede deber al peso y al bajo coeficiente de rozamiento que tiene el acrilico. En este gráfico podemos observar algo muy interesante y es que como se muestra su crecimiento es de manera exponencial, por lo tanto a mayor peso crece de manera exponencial la aceleración y disminuye el rozamiento que existía entre los acrilicos. Bloque en superficie inclinada: Nuestros resultados con ayuda de la gráfica y la regresión lineal son los siguientes. Acá lo que pudimos obtener fue un rozamiento de 1.34 que ya se acerca mucho más a lo que en teoría debería ser el rozamiento entre el acrílico que sería de 1 con ayuda de su incertidumbre. Si bien no en todos los experimentos nuestro rozamiento fue el más exacto o más cercano al valor teórico si pudimos observar que a pesar de que la mesa tuviera imperfecciones que pudieron afectar a nuestro rozamiento tuvimos datos muy similares que nos dan a entender que efectivamente el rozamiento es similar a pesar de que no se encuentren en las mismas condiciones. También pudimos deducir a partir de nuestra práctica que la fuerza de rozamiento y la fuerza normal están directamente relacionadas, es decir a mayor fuerza normal mayor es la fuerza de rozamiento IV. CONCLUSIONES Las conclusiones derivadas de la práctica experimental revelan una serie de hallazgos significativos sobre el coeficiente de fricción entre la masa y la superficie de acrílico en diferentes configuraciones. En primer lugar, al analizar las superficies horizontales, se observó un coeficiente de fricción notablemente bajo, registrado en 0.05. Esta baja fricción puede atribuirse a las propiedades inherentes del acrílico, que tiende a ofrecer una resistencia mínima al deslizamiento. Sin embargo, también se plantea la posibilidad de que el peso adicional aplicado sobre la masa haya influido en estos resultados, sugiriendo que un exceso de peso podría haber afectado la precisión de las mediciones al aumentar la fuerza normal sobre la superficie. Por otro lado, al estudiar la fricción en superficies inclinadas sin peso adicional, se encontró un coeficiente de fricción ligeramente más alto, registrado en 0.61. Este valor sigue siendo relativamente bajo, lo que sugiere nuevamente que el acrílico posee una fricción intrínsecamente reducida. Sin embargo, resulta notable la observación de una relación exponencial entre el peso añadido y la disminución de la fricción, lo que implica que a medida que se incrementa la fuerza normal sobre la superficie, la fricción tiende a disminuir de manera significativa. En el último escenario investigado, donde se analizó la fricción en superficies inclinadas con peso adicional, se encontró un coeficiente de fricción más cercano al valor teórico esperado para el acrílico, situado en 1.34. Este hallazgo sugiere que la adición de peso contribuyó a una mayor adherencia entre la masa y la superficie, lo que se tradujo en un aumento del coeficiente de fricción. Además, se observó una relación lineal entre el peso añadido y la fricción, lo que indica una tendencia más predecible en comparación con el escenario anterior. En conclusión, a pesar de algunas variaciones en los resultados, los experimentos proporcionaron una comprensión más profunda sobre cómo factores como el material y el peso afectan la fricción en distintas condiciones. La observación de una relación directa entre la fuerza normal y la fuerza de rozamiento respalda los principios fundamentales de la física de la fricción, aportando datos significativos para futuras investigaciones en este campo. Bibliografía Fernández, J. (s.f.). Fisicalab. Obtenido de ¿Qué es la fuerza de rozamiento o de fricción?: https://www.fisicalab.com/apartado/rozamiento INGENIERIZANDO. (17 de Febrero de 2023). Ingenierizando. Obtenido de Coeficiente de fricción (o coeficiente de rozamiento): https://www.ingenierizando.com/dinamica/coeficiente-de-friccion-o-rozamient o/ INGENIERIZANDO. (26 de Abril de 2023). Ingenierizando. Obtenido de Fuerza de rozamiento (o fuerza de fricción): https://www.ingenierizando.com/dinamica/fuerza-de-rozamiento-o-fuerza-de-f riccion/
