UNAM

ENP

Plantel #6 “Antonio Caso”

Almanza Bermeo Jonathan

Grupo 652

Profesor Erosa León José

Ciclo Escolar 2016

Práctica #4 Realizada el 26 de Octubre del 2015FRICCIÓN

Objetivo: o Determinar el coeficiente de fricción de un cuerpo y el ángulo de fricción

de éste en un plano inclinado.Materiales:

o Plano inclinado de madera lisa barnizada.

o Dinamómetro de 1,000 gf, o 10 N.

o Prisma de madera con 4 lados de: Madera lisa barnizada Lija Lona Hule espuma

Procedimiento de la Práctica:

1. Se enlazaron los ganchos del dinamómetro y el prisma para así poder pesar éste. El prisma tiene un peso de 350 gramos fuerza (gf).

2. Se colocó el prisma sobre el plano sin inclinación. Con el dinamómetro enganchado, se fue jalando a este lentamente para aumentar la fuerza ejercida sobre el prisma, sin que se moviera. La fuerza de fricción de la superficie de contacto entre el plano y el prisma impide que este se mueva. Pero en cierto punto, cuando la fuerza ejercida es suficiente, la fuerza de fricción es superada y el prisma de desplaza un poco. Justo en ese punto se toma la medición de la fuerza que se aplicó. Se repitió dos o tres veces este paso con cada superficie para corroborar las lecturas.Se aplicó este paso para cada una de las cuatro superficies a medir:

MATERIAL Fr (gf) Peso

(gf) μ= Fr(gf )Fn(gf )

MATERIALES DEREFERENCIA

Madera 200350

0.571 Metal - cueroLona 200 0.571 Aluminio - aceroHule Espuma 300 0.857 Caucho - concreto secoLija 150 0.428 Madera - cuero

TABLA 1(Cabe destacar que el coeficiente de fricción ( µ ) es estático, debido a que fue

medido justo antes de que hubiera desplazamiento).

3. A continuación se realizó un procedimiento para conocer el ángulo de fricción. Éste es un ángulo crítico sobre el cual el cuerpo se deslizará. Se colocó el prisma sobre el plano horizontal, y éste se fue inclinando gradualmente. Cuando el prisma se deslizó por el plano se registró el ángulo alcanzado. Se repitió dos o tres veces este paso en cada superficie, para corroborar.Se aplicó este paso para cada una de las cuatro superficies a medir del prisma:

a) MADERA

LISA

c) HULE

ESPUMA

b) LONAd) LIJA

b) HULE

ESPUMA

TABLA 2

MATERIAL α μ= tan α MATERIAL REFERENCIAMadera lisa 26° 0.487 Madera – madera

Hule espuma 29° 0.554 Cobre – aceroLija 38° 0.781 Caucho – concreto húmedolona 34° 0.674 Acero - acero

(Nuevamente, el coeficiente de fricción ( µ ) es estático, debido a que fue medido justo antes de que hubiera desplazamiento).

Investigación Teórica

Fricción

Es la fuerza entre dos superficies en contacto, aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de

a) MADERA

LISA

d) LONAc) LIJA

fricción estática). Se debe a que una superficie se adhiere contra otra y a que las irregularidades entre si encajan. Un objeto en movimiento o en reposo sobre una superficie o bien a través de un medio viscoso experimenta las fuerzas de fricción sobre él.La fuerza de fricción que ejercen los cuerpos entre sí es paralela o tangente a ambas superficies de contacto, y actúa de modo que se opone al movimiento relativo de las superficies. Éstas fuerzas no solo existen cuando hay un movimiento relativo, sino también cuando tiende a haberlo (los cuerpos están en equilibrio por la acción de dos o más fuerzas, pudiendo ser la de fricción una de ellas).Supongamos pues, que se ejerce una fuerza gradualmente en aumento sobre un móvil reposando sobre una superficie horizontal. Al principio el bloque no se moverá, debido a la acción de la fuerza de fricción estática (fs); pero en cierto momento la fuerza aplicada vencerá a la de fricción estática y el móvil se pondrá en movimiento. Mientras éste se mueve se ejerce entre las superficies la fuerza de fricción cinética (fk). Estas dos fuerzas son distintas en magnitud, y provocan que los coeficientes de fricción de las superficies de contacto den medidas distintas para cada uno de estos tipos de fuerza de fricción.

Coeficiente de Fricción

El 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.Por ejemplo, el hielo sobre una lámina de acero pulido tiene un coeficiente bajo; mientras que el caucho sobre el pavimento tiene un coeficiente alto. El coeficiente de fricción puede tomar valores desde casi cero hasta mayores que la unidad.

Fricción en un sistema de fuerzas

Cuando dos superficies son puestas en contacto, el movimiento de una respecto a la otra genera fuerzas tangenciales llamadas fuerzas de fricción, las cuales tienen sentido contrario al movimiento (se oponen a éste), la magnitud de esta fuerza depende del coeficiente de rozamiento dinámico.

Existe otra forma de rozamiento relacionada con el anterior, en que dos superficies rígidas en reposo no se desplazan una respecto a la otra siempre y cuando la fuerza paralela al plano tangente sea suficientemente pequeña, en este caso el coeficiente relevante es el coeficiente de rozamiento estático. La condición para que no haya deslizamiento es que:

Fuerza que intentadesplazar al cuerpoFuerza Normal

>μFs

Ángulo de rozamiento

Como se experimentó en la práctica, el cuerpo tiene un ángulo crítico sobre el cual el objeto se desliza. 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. 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.Mediante este ángulo se puede calcular μFs, observando hasta qué ángulo de inclinación las dos superficies pueden mantenerse estáticas entre sí:

tan α=μFs

Donde α es el ángulo de inclinación del plano respecto al eje horizontal.

CONCLUSIÓNLa fricción está presente muy a menudo en nuestra vida cotidiana, y resulta ser muy útil, pues gracias a ella existe la tracción; y sin ella no podríamos estar de pie ni caminar, pues nos resbalaríamos; y no funcionarían las bicicletas y coches. Así mismo gracias a ella los frenos de estos vehículos funcionan. Sin embargo, cuando se sube a un trineo, o cuando se quiere desplazar algo sobre el suelo, es deseable que la fricción tenga una magnitud menor; así como es importante minimizarla en máquinas y motores para reducir pérdidas de energía que genera.

Fuente(s):MURPHY - SMOOT. (1999). FISICA Principios y Problemas. México: CECSA.

Zurita E. Miguel. Estática, Resultantes de los sistemas de fuerzas. 2003. UNAM.

SERWAY/VUILLE. (2012). Fundamentos de Física. México: CENGAGE Learning.

SEARS. (2005). Física Universitaria. México: PEARSON Educación.

TIPPENS. (2001). FÍSICA Conceptos y Aplicaciones. México: McGRAW-HILL.

https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_rozamiento