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FUERZA DE ROZAMIENTO FISICA I

INTEGRANTES

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NOMBRE ISABELLA DIAZ LONDOÑO SOFIA HERNANDEZ GIHA MELEK AHCAR IGLESIAS

CODIGO 131420061 101421549 101420973

GRUPO: AD

DOCENTE: EDUARDO MARTÍNEZ IGLESIAS

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 2014-11

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TABLA DE CONTENIDO PAG 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………...3 2. OBJETIVOS……………………………………………………………………………4 3. MARCO TEORICO………………………………………………………………....…5 4. MATERIALES………………………………………………………………………….7 5. DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA……………………………………………..8 6. TABLA DE RESULTADOS Y CALCULOS……………………………………..…..9 7. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES……………………………………….....10 8. HOJA DE CUESTIONARIO……………………………………...11

RESPUESTAS,

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INTRODUCCIÓN

En el siguiente informe podremos abordar un tema muy importante, como lo es el coeficiente de rozamiento que es la fuerza que hace posible casi todo en el universo, sin este sería imposible los carros, trenes, helicópteros y básicamente el universo se convertiría en un sistema físico perfecto en el cual la vida sería imposible o a menos muy diferente, en este experimento queremos poner a prueba la fuerza de fricción y como esta depende de múltiples factores que iremos variando poco a poco. Un tema del cual estaremos profundizando más adelante debido a que es un principio muy importante en física y como experiencia de laboratorio, lo que te ayudará a familiarizarte un poco con la temática y los instrumentos utilizados en ella. Sin más preámbulo observemos cada detalle del siguiente informe, del cual podemos estar seguros que aprenderemos muchas cosas vitales para seguir con nuestro proceso de aprendizaje.

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Objetivos



Determinar si la fuerza de rozamiento está en función de las superficies en contacto.



Determinar si la fuerza de rozamiento está en función del área aparente de contacto.



Determinar si la fuerza de rozamiento está en función del peso (W) del cuerpo en estudio.



Determinar las fuerzas de rozamiento en un movimiento de rodadura.

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MARCO TEORICO

La fricción es la oposición que presentan las dos zonas de los materiales en contacto, durante el inicio, desarrollo y final del movimiento relativo entre ellas, conlleva a consumo de energía, generación de calor, desgaste y en algunos casos a fallas catastróficas. Los cuerpos que se mueven pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos, o una combinación de dos o más de ellos. La fricción se define como fuerza de fricción (F), es negativa y se opone al movimiento trasnacional y refleja qué tanta energía mecánica se pierde cuando dos cuerpos inician el movimiento o se mueven entre sí y es paralela y opuesta al sentido del movimiento. La fuerza de fricción se calcula de la siguiente ecuación: F = μ N (1) Donde µ es el coeficiente de fricción estático y N es la fuerza normal.

TIPOS DE FUERZA DE FRICCIÓN:

Fuerza de fricción estática (Fe): La fuerza de fricción estática (Fe) es una fuerza negativa mayor que la fuerza aplicada la cual no es suficiente para iniciar el movimiento de un cuerpo estacionario. Fuerza de fricción cinética (Fc): La fuerza de fricción cinética (Fc) es una fuerza negativa que se presenta cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, se opone al movimiento y es de magnitud constante.

F=μN F= fuerza de fricción μ = coeficiente de fricción 5

N= fuerza normal

ÁREA APARENTE Y REAL DE CONTACTO:

La mayoría de las superficies, aun las que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a escala microscópica. Los picos de las dos superficies que se ponen en contacto determinan el área real de contacto que es una pequeña proporción del área aparente de contacto. El área real de contacto aumenta cuando aumenta la presión (la fuerza normal) ya que los picos se deforman.

MOVIMIENTO DE RODADURA:

Consideramos el movimiento de cuerpos que, debido a su geometría, tienen la capacidad de rodar: esfera, aro, disco, superficie esférica, cilindro apoyado sobre su

generatriz

estos

cuerpos

pueden

deslizar,

rodar

o

ambas

cosas

simultáneamente.

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MATERIALES 1. Bloque de madera con una superficie opuesta diferente 2. Una superficie(regla) de madera 3. Pesa cassi lab 4. Papel

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DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA La práctica se procedió a medir el instrumento de madera (bloque de pesas). Continuamente se puso en una superficie de madera, comenzamos a halarlo horizontalmente de manera suave y registramos el valor que; a este instrumento se le pusieron dos pesos diferentes, este mismo procedimiento se llevó a cabo con dos superficies más, una de caucho y otra papel. Registramos los datos en la siguiente tabla.

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GRAFICOS Y CALCULOS Bloque de madera pequeño 1. Madera – madera 2. Madera – caucho 3. Madera – papel 4. Papel – caucho

5. buscamos el peso y la fuerza de fricción cinética, y a partir de este, aumentarle el peso.

µs = coeficiente de fricción estática

µk = coeficiente de fricción cinética

#

Peso

Frcin

Frest

1.

1.3

0,4

0,6

⁄

= 0.46 N

⁄

= 0.30 N

2.

1.3

1,5

1,9

⁄

= 1.46 N

⁄

= 1.15 N

3.

1.3

0,3

⁄

= 0.23 N

4.

1.3

0.7

⁄

= 0.54 N

5.

3.3

1.6

⁄

= 0.48 N

6.

7.0

3.3

⁄

= 0.47 N

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OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES

Según lo observado podemos concluir que la fuerza de roce depende directamente de las superficies que estén en contacto, así para diferentes materiales el coeficiente de fricción es distinto. También concluimos que la fricción depende del peso, puesto que esta depende de la normal y esta es la reacción contraria al peso. Otro dato importante es que la fuerza de roce es dependiente del área real de contacto debido a las rugosidades presentes en esta. En fin, podemos concluir que se cumplió con los objetivos planteados antes de comenzar este recorrido, ya que pudimos determinar, buscar e implementar las formas para buscar las fuerzas de fricción cinética y estática en diferentes superficies, además de saber y comprobar la relación existente entre ellas.

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HOJA DE RESPUESTAS, CUESTIONARIO 1. ¿Por qué utilizan ruedas los coches? R/= Para disminuir la fricción con el terreno y así poder mover el vehículo más fácilmente... Una rueda (redonda, obviamente), sólo toca el suelo con una pequeña fracción de su área total, pero distribuye el peso del vehículo en toda su área, lo que la hace muy resistente al peso... además, en automóviles se utilizan llantas llenas de aire porque la presión de aire las hace ligeras pero suficientemente fuertes como para sostener el peso de un automóvil pesado más sus pasajeros (el peso se distribuye en el aire a presión dentro de las llantas). 2. El hielo es muy deslizante. ¿Qué se debe hacer para no patinar? R/= Para no patinar, deberíamos hacer que la fricción aumentara en dicha superficie ya que esta ley o principio es la que nos ayuda a realizar esta acción, entre lo que podríamos hacer tenemos, usar elementos en los pies, como raquetas para hielo, o también ponerte pinchos o algo que te haga ir clavando y permitiéndote una mejor movilidad. 3. ¿Si usted tuviera que caminar sobre un lago congelado daría pasos largos o pasos cortos? Explique R/= Lo ideal sería dar los pasos cortos. Ya que un paso corto implica menos fuerza de los pies sobre el suelo, y con menos fuerza tendremos más agarre. Si das un paso largo mientras tienes un pie en el aire el otro debe aguantar mucho peso, y además no lo hace verticalmente por tanto es más fácil resbalar. 4. Si en la pregunta anterior, se dijera que no hay nada de fricción en el hielo ¿sería posible salirse del lago? Explique. R/= Si en el lago no existiese fuerza de fricción al caminar seguiríamos con nuestro movimiento descontroladamente hasta impactar contra algo por lo cual si es posible salirse del lago si se ignora la fuerza de roce. 5. ¿cuál es la Diferencia entre área real y área aparente de contacto? R/= La mayoría de las superficies, aun las que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a escala microscópica. Los picos de las dos superficies que se ponen en contacto determinan el área real de contacto que es una pequeña proporción del área aparente de contacto (el área de la base del bloque). El área real de contacto aumenta cuando aumenta la presión (la fuerza normal) ya que los picos se deforman.

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