FRICCIÓN CINÉTICA Introducción: Mediante el siguiente reporte se pretende llevar a cabo un análisis de fricción cintica dentro del laboratorio de prácticas! en el cual se reali"aron observaciones de un blo#ue de $adera a lo largo de un riel del cual se conoc%a su longitud ade$ás ade$ás de #ue se &icier &icieron on observa observacio ciones nes de distin distintas tas superf superfici icies es rugosas rugosas ' distintas $asas con las cuales se e(peri$entó para conocer el coeficiente de fricción cintico) Cuando un cuerpo está en contacto con una superficie! se presenta una fuer"a #ue act*a sobre l) +sta fuer"a recibe el no$bre de fuer"a de fricción! la cual se define co$o una fuer"a #ue se opone al desli"a$iento de un cuerpo sobre una superficie) ,os factores #ue originan la fricción son: +l ro"a$iento: lo ocasionan las irregularidades de la superficie en contacto) Cuanto $ás ásperas sean las superficies! $a'or será la fricción) +l peso de los cuerpos en contacto) -i el peso es $a'or! $a'or será la fricción) Fricción cintica) +s la resistencia! de $agnitud considerada constante! #ue se opone al $ovi$iento pero una ve" #ue ste 'a co$en"ó) ,a fuer"a cintica! en ca$bio! es igual al coeficiente de ro"a$iento diná$ico! denotado por la letra griega ! por la nor$al en todo instante) +sta fuer"a se presenta cuando se ro$pe el estado de reposo ' el cuerpo inicia un $ovi$iento) ,a $agnitud de la fuer"a de ro"a$iento cintico dis$inu'e ' se define co$o la fuer"a #ue se opone al $ovi$iento de los cuerpos están en contacto ' su $agnitud es directa$ente proporcional a la fuer"a nor$al) +l coeficiente de fricción cintica o diná$ico . μ /0 se define co$o +l cociente entre la fuer"a de fricción cintica o diná$ica ' la fuer"a nor$al) -u valor depende de la naturale"a de las superficies en contacto μ k = Fk / N
Ro"a$iento diná$ico .plano inclinado0 +n el caso de ro"a$iento diná$ico en un plano inclinado! se tiene un cuerpo #ue se desli"a! ' siendo #ue está en $ovi$iento! el coeficiente #ue interviene es el diná$ico! as% co$o una fuer"a de inercia Fi! #ue se opone al $ovi$iento! el e#uilibrio de fuer"as se da cuando:
desco$poniendo los vectores en sus co$ponentes nor$ales ' tangenciales se tiene: Pn= N
Pt − F r = F i
teniendo en cuenta #ue: F r μd N =
P=mg F i ma =
' co$o en el caso de e#uilibrio estático! se tiene:
Con estas ecuaciones se deter$ina las condiciones de e#uilibrio diná$ico del cuerpo con fricción en un plano inclinado) -i el cuerpo se desli"a sin aceleración .a velocidad constante0 su fuer"a de inercia Fi será cero! ' se puede ver #ue:
esto es! de for$a se$e1ante al caso estático:
con lo #ue se puede decir #ue el coeficiente de ro"a$iento diná$ico de un cuerpo con la superficie de un plano inclinado! es igual a la tangente del ángulo del plano inclinado con el #ue el cuerpo se desli"a sin aceleración! con velocidad constante! por el plano) 234+TI52-: 6eter$inar la $agnitud de la aceleración de un cuerpo #ue se despla"a de $anera rectil%nea sobre un plano inclinado) 2btener el coeficiente de fricción diná$ico entre dos superficies en contacto)
Material 7) 8) ) ?) =) @) <) ) D)
Riel con soporte) 9olea con abra"adera Interfa" -cience ;or/s&op <=> -ensor de $ovi$iento con accesorios) Indicador de ángulo) Co$putadora) 3lo#ue de $adera Con1unto de $asas de 8>! => ' 7>> Bg) -uperficie rugosa
Fór$ulas necesarias: v
=
dx dt 2
a
=
d x 2
d t
μk = tan θ−
ax g cos θ
con
g
=
9.78
[ ] s
m
2
μk =
w b− ( mb + ma ) a x wa cos θ
−tan θ
6esarrollo e(peri$ental:
7) 5erifica$os #ue el $aterial ' el e#uipo a utili"ar estuviesen co$pletos ' arreglados adecuada$ente) 8) +ncendi$os la co$putadora ' reali"a$os los pasos necesarios para e$pe"ar a deter$inar las tabulaciones de tie$po ' posición) ) -e a1ustó el ángulo de inclinación del riel a 7>E) ?) -e reali"aron pruebas con el sensor de $ovi$iento para ver si estaba bien calibrado) =) -e co$en"ó con la $asa $ás pe#uea #ue era de 8>g! se siguió a si con las de =>g ' 7>>g) @) 6espus se volvió a e(peri$entar de la $is$a $anera pero esta ve" con la superficie rugosa)
