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• CARLOS

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FUERZAS Y MOVIMIENTOS

OBJETIVOS 



Analizar la forma en que se afectan las fuerzas aplicadas a un cuerpo dependiendo de la variación del Angulo de la rampa. Determinar la predisposición de un cuerpo a cambiar su velocidad y dirección al momento de aplicarse una fuerza externa.

1. MARCO TEORICO.

1.1 SEGUNDA LEY DE NEWTON. MASA INERTE La fuerza que hace que dos particulas interaccionen entre si y modifiquen su estado natural (reposo o movimiento rectilineo y uniforme) se describe por el intercambio entre ellas de momento lineal.

hemos llamado fuerza extrerior la cual es la resultante de todas las que actuan sobre ella. Si esta no es nula (no hay equilibrio en el sistema) por lo que se define, como la derivada del tiempo respecto a su momento lineal. 𝐹=

𝑑𝑃 𝑑(𝑚 ∗ 𝑉) = =𝑚∗𝑎 𝑑𝑡 𝑑𝑡

1.2 PLANOS INCLINADOS. Cuando un sistema de este tipo se presenta sobre una supeorficie inclinada con un angulo de sepracion con la horizontal, donde la coordenada absisa adquiere la direccion de la supercie, siendo siempre la normal perpendicular a esta, su peso se descompone de tal manera que parte de él ejerce una accion sobre la coordenada x, que puede llevar a un movimiento del objeto por accion de la gravedad.

2. DATOS Y RESULTADOS.

En este caso se limitara estudiar una sola particula cuyas inteacciones son con el resto del universo un solo termino que

El sistema simulado elegido consistio en una rampa de madera con cierto angulo de inclinacion, el cual se varió. En cada caso se

aplicó una fuerza especifica para cambiar el estado de reposo de una caja de madera de masa 100 kg y ponerla en movimiento de tal forma que esta subiera completamente por la pendiente. Los datos obtenidos de la fuerza necesaria para iniciar el movimiento y la fuerza contraria a esta, fuerza de friccion, fueron reunidos en la siguiente tabla donde se muestra su variacion respecto a determinados angulos de inclincion de la rampa.

Angulo

Fuerza Friccion (N) (N) 5 514,044 -428,385 10 576,988 -406,832 15 556,006 -304,24 20 639,932 -304,171 25 681,895 -267,39 30 744,839 -254,839 Tabla 1. variacion de las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo respecto a determinados angulos de inclincion de una rampa.

3. ANALISIS RESULTADOS

DE

A continuacion se adjunto la grafica de los datos dados de la tabla 1, donde se puede observar claramente como la fuerza ejercida sobre la caja de madera rompe la fuerza de rozamiento estatica, haciendo que esta se comience a desplazar experimentando una aceleracion, y una fuerza de rozamiento cinética constante.

1000 800 600 400 200 0 -200 0

10

20

30

-400 -600 F. aplicda

F. rozamiento

Grafica 1.

Claramente se observa en la grafica 1 que la fuerza necesaria que debe ser aplicada a la caja es mayor dependiendo del angulo de inclinacion de la rampa, ya que esta se descompone, y parte de ella se encuentra en el eje x, siendo Fcosθ (F= fuerza aplicada, θ = angulo). De esta forma es evidente que dicha inclinacion afecta directamente a la fuerza aplicada. La fuerza de rozamiento que se presenta va disminuyendo de acuerdo al aunmento del ángulo, esto sucede debido a que cada vez la fuerza aplicada (que va en aumento), romperá más fácil el rozamiento. En las gráficas se muestra un notable descenso de la fricción al momento en que la caja se pone en movimiento, esto es debido a que cuando el objeto estaba en reposo, se hacía necesario superar el coeficiente de rozamineto estático el cuál es de 0,5, pero cuando la fuerza aplicada

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se hace ligeramente mayor a la fricción, el coeficiente de rozamiento cinético cambia a 0,3 viéndose un reducción de la fricción como en la gráfica. Este fenomeno puede darse debido a que cuando la caja esta en reposo las superficies pueden presentar enlaces ionicos e incluso microsoldaduras entre si, que haran mayor el coeficiente de rozamiento estatico, haciendo que este disminuya en presencia de movimiento, dado que con una velocidad presente los enlaces podran romperse mas facilmente.

4. CONCLUSIONES En experimentos de este tipo se puede corroborar la tendencia que tienen las fuerzas aplicadas a un cuerpo, a depender de un ángulo en espécifico, dando como resultado un movimiento. La fuerza de friccion presente en las superficies permitio analizar de mejor manera la forma en la que influye un ángulo de inclinacion en la fuerza necesaria para romper el estado de reposo de un cuerpo, dado que el coeficiente de friccion es mayor en este instante se necesitó de una fuerza externa suficientemente grande para poner en movimiento al objeto. En esta simulacion se puede apreciar la ausencia de errores dados por los instumentos de medida, habiendo simplemente los errores que presenta el observador al momento de tomar los datos.

5. BIBLIOGRAFIA 

Burbano de Ercilla.S ; Burbano Garcia.E ; Garcia Muñoz.C ; Fisica General.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Fricci %C3%B3n