Objetivo:
Medir la fuerza
de rozamiento (Fr) de
un bloque al deslizarse sobre una superficie horizontal, observar que factores
influyen y hallar el coeficiente de
rozamiento (µ).
Debes
saber que: La fuerza de rozamiento se opone siempre al sentido
del movimiento. Su intensidad es directamente proporcional a la fuerza normal
que actúa sobre el cuerpo.
El coeficiente de proporcionalidad entre
la fuerza de rozamiento (Fr) y la fuerza normal (N) se
denomina coeficiente de rozamiento, µ
(es un valor numérico sin unidades).
Fr
= µ · N
El valor del
coeficiente de rozamiento, µ, depende de las superficies que estén en contacto
durante el movimiento.
Material:
·
Una cuerda,
·
Una polea y un
soporte de polea,
·
pesas de valor
conocido (en N) y un porta pesas,
·
un cronómetro,
·
una balanza,
·
una cinta métrica.
Procedimiento:
- Se realiza un
montaje como el de la figura.
- Determina con la
balanza la masa m1 del objeto 1.
- Mide la longitud x que va a recorrer el objeto (debe
ser inferior a la altura de la mesa.
- Coloca la/s pesa/s
hasta que el objeto comience a deslizarse por la superficie horizontal. En
ese momento pon en marcha el cronómetro, y mide el tiempo t que tarda en recorrer la
distancia x.
- Anota el tiempo t y la masa m2
(incluyendo el portapesas). Repite tres veces la medición de t para obtener un valor medio
(experiencias A, B y C de la tabla).
- Utilizando la misma
superficie de rozamiento y manteniendo la distancia x, realiza tres nuevas mediciones, cambiando la masa m2,
y mide de nuevo el tiempo t,
(experiencias D, E y F de la tabla).
Conocimientos
teóricos que debes saber:
La fuerza resultante, ΣF resultante,
que actúa sobre el objeto 1, es el resultado de la suma del peso (P1),
la normal (N), la tensión de la cuerda (T) y la fuerza de rozamiento (Froz).
Como la P 1
y N se anulan entre si, la fuerza resultante será:
ΣF
resultante = T – Froz
La
fuerza T es igual a la fuerza peso P2. Podemos calcular la fuerza
peso P2. (P2 = m2 · g)
ΣF resultante = T – Froz = P2
– Froz = (m2 · g) – Froz
La 2ª ley de
Newton dice que la fuerza resultante, ΣF, que actúa sobre un cuerpo de masa m
ejerce una aceleración a sobre dicho cuerpo (ΣF = m · a). Sustituyendo ΣF en la anterior ecuación, obtenemos:
m1 · a = (m2 · g) – Froz despejamos
la fuerza de rozamiento → Froz = (m2
· g) – (m1 · a)
También
debes saber que podemos calcular la aceleración a la que se mueve un objeto si
conocemos la distancia recorrida, x,
durante un tiempo, t. Con la
fórmula: xf = xi +
vi·t + 1/2·a·t2
(siendo xi = 0 ; vi = 0)
a = 2·(x/t2)
Informe de laboratorio:
a) Recopilación de datos medidos:
Experiencia
|
Distancia recorrida x (m)
|
Tiempo (s)
|
Masa 1 (m1) (kg)
|
Masa 2 (m2) (kg)
|
Aceleración, a (m/s2)
|
Fuerza de rozamiento, Froz (N)
|
A
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B
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C
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||||||
Valor medio de
|
||||||
D
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E
|
||||||
F
|
||||||
Valor medio de
|
||||||
b) Compara los resultados obtenidos para la Fuerza de rozamiento 1 y 2.
¿Cuál de los dos es mayor?
c) Si la masa 1 (m1) aumenta, la fuerza de
rozamiento ¿aumenta o disminuye?, ¿por qué?
d) Si sabemos que la Froz = μ·N, (sabemos
que la normal es igual al peso, N = P1 = m1·g), ¿puedes
calcular el coeficiente de rozamiento en ambos casos?
e) Deja un comentario en la
Práctica 6, con tu nombre y lo que has aprendido en esta
práctica.
f) Por favor, valora esta práctica con el cuestionario
que aparece a continuación.
