TERCERA LEY DE NEWTON Y FUERZA DE FRICCIÓN
MORALES D . 511542 , HURTADO A.J. 115030 , OCAMPO O.A. 115046
RESUMEN
Esta práctica tuvo como objetivo aplicar los lineamientos generales para hallar los valores de fricción en distintas superficies a lo largo de un plano en línea recta y un plano inclinado y de esta manera saber que superficie requiere más fuerza y cual menos fuerza para iniciar y mantener un movimiento, basándonos en las leyes de Newton. Para lograrlo se emplearon diferentes materiales tales como: plano inclinado de madera, dinamómetro, un cubo (el cual tenía un lado con gamuza, acrílico y madera).
Marco teórico Tercera Ley de Newton Este principio establece que todas las fuerzas en el universo, ocurren en pares (dos) con direcciones opuestas. No hay fuerzas aisladas; para cada fuerza externa que actúa sobre un objeto hay otra fuerza de igual magnitud, pero de dirección opuesta, que actúa sobre el objeto que ejerce esa fuerza externa. Un sistema no puede por sí mismo ponerse en movimiento con solo sus fuerzas internas, debe interactuar con algún objeto externo a él.
Magnitud Es un valor numérico o intensidad de las fuerzas tanto de acción como de reacción.
Dirección Está dada por el ángulo de inclinación de ambas fuerzas (acción y reacción).
Sentido Lo representa la cabeza de flecha del vector. Es decir, si uno golpea una pared ubicada a la derecha, el sentido de la fuerza de acción será hacia la derecha y el de la fuerza de reacción será hacia la izquierda.
Fuerza de rozamiento Es toda fuerza opuesta al movimiento, la cual se manifiesta en la superficie de contacto de dos cuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tienda a moverse sobre otro.
Ecuaciones aplicadas 1. F r= N mk 2. mk = tan q 3. = tan−1(
)
Marco experimental Materiales
Dinamómetro Bloque con varias superficies (madera, hule, lija, acrílico) Superficie de madera de plano inclinado Transportador Masas de diferentes pesos Soporte universal
MONTAJE DE LA PRÁCTICA Los materiales se encontraron en la mesa de trabajo, bajo la contemplación de practicantes, quienes después de recibir las indicaciones del profesor llevaron a cabo los procedimientos previstos.
Parte 1 El bloque se colocó sobre la superficie del plano el cual disponía de un transportador a un costado para así obtener los ángulos de cuando se empieza a mover el sistema, luego se inclinó poco a poco el plano hasta que se desplazara el bloque, y se anotaron los datos obtenidos. Para hacer más precisos los datos se usó el soporte universal para sostener el montaje. El proceso se repitió por las diferentes superficies del bloque. Esto nos permitió hallar el coeficiente de fricción estático que este sistema tenía.
Parte 2 Con ayuda del dinamómetro, constate cuanta fuerza se requiere para romper los coeficientes de fricción en distintas superficies. Para ello se dispondrá de un rectángulo el cual tendrá diferentes superficies (madera, lija. Tela. Acrílico), el objetivo es desplazar este rectángulo con el dinamómetro para cuantificar la fuerza necesaria. Este proceso se repitió con tres
masas diferentes (100, 200,300 gr) sumándole el peso del bloque. Los datos obtenidos estarán relacionados con la tabla 2,3 y 4.
Resultados y discusión Tabla 1. Fuerza de rozamiento para diferentes superficies Replicas
X (cm)
Madera – Acrílico
19,5
Madera – Madera
19,5
Madera – Felpa
19,5
Y(cm) Y1 =9,5 Y2 =9,3 Y3 =10,3 Y = 9,7 Y1= 8,8 Y2 = 7,6 Y3 = 8,1 Y = 8,0 Y1= 10,9 Y2 = 10,5 Y3 = 10,2 Y = 10,5
Ángulo
mk
Normal (N)
Fr
26,4
3.19
2.0119
6.4179
22,4
0.43
2.0119
0.8651
28,3
0.02
2.0119
0.0402
La normal está determinada por el peso del rectángulo que fue de 0,2053 kg por la gravedad de 9.8 m/s2, lo que da como resultado 2.0119 newton. Siendo este valor constante para todas las superficies. Se obtuvo que el mayor rozamiento se dio entre madera y acrílico con un Fr de 6.4179
Tabla 2. Obtención de Fuerzas Material
Peso (gr)
Fuerza (N)
205,3
F1= 0,75 F2= 0,70 F3= 0,80 F = 0,75 F1= 1,05 F2= 1 F3= 0,95 F= 1 F1= 1,50 F2= 1,45 F3= 1,50 F = 1,48 F1= 1,80 F2= 1,70 F3= 1,80 F = 1,76
305,3
Madera – Acrílico
405,3
505,3
Tabla 3. Obtención de Fuerzas Material
Peso (gr)
Fuerza (N)
205,3
F1= 0,95 F2= 1,0 F3= 0,90 F = 0,95 F1= 1,45 F2= 1,35 F3= 1,40 F = 1,40 F1= 1,80 F2= 1,75 F3= 1,85 F = 1,80 F1= 2,30 F2= 2,40 F3= 2,25 F = 2,40
305,3
Madera – Felpa 405,3
505,3
Tabla 4. Obtención de Fuerzas Material
Peso (gr) 205,3
305,3
Madera – Madera 405,3
505,3
Fuerza ( N) F1= 0,65 F2= 0,70 F3= 0,75 F = 0,70 F1= 1,20 F2= 1,0 F3= 1,05 F = 1,08 F1= 1,45 F2= 1,30 F3= 1,40 F = 1,38 F1= 1,55 F2= 1,60 F3= 1,70 F = 1,62
Al terminar el procedimiento se pudo notar que d onde más fuerza en las diferentes masas aplicadas hubo fue en madera – felpa en el cual se obtuvieron Fuerzas sucesivas al aumentar el peso.
Conclusiones Bibliografía
