PRÁCTICA 2. 1º BACH. ESTUDIO DE LAS FUERZAS DE ROZAMIENTO

Práctica 2.
ESTUDIO DE LAS FUERZAS DE ROZAMIENTO
1. Objetivo.
El objetivo de esta práctica es el estudio de las fuerzas de rozamiento mediante dos experiencias. Por un lado, se estudiará la influencia que tiene la fuerza de rozamiento en el movimiento de un cuerpo. Por otro, se observará cómo el coeficiente de rozamiento estático entre un cuerpo y la superficie horizontal sobre la que se apoya es distinto al dinámico (cinético), se comprobará que se cumple la fórmula para la fuerza de rozamiento Fr = μ N donde μ es el coeficiente de rozamiento y N es la fuerza normal, y se calcularán los distintos coeficientes de rozamiento sobre distintas superficies.
2.
EXPERIENCIA 1
2.1. Fundamento teórico.
Según la primera ley de la dinámica, cuando la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, dicho cuerpo se encuentra en reposo o se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme. Por tanto, para mantener colgado e inmóvil un objeto, la fuerza que ha de aplicarse tiene que tener el mismo módulo que su peso. Cuando se desplaza horizontalmente, con velocidad constante, el peso se anula con la fuerza normal que crea la superficie de apoyo y la fuerza de tracción contrarresta la fuerza de rozamiento, por lo que la resultante de las fuerzas es cero. La fuerza de rozamiento siempre se opone al movimiento y depende de la fuerza que haga el objeto contra la superficie de apoyo y de las características de las superficies de contacto.
La relación entre la fuerza mínima necesaria para iniciar el movimiento de un cuerpo y su peso se denomina coeficiente de rozamiento estático.
v = 0
Frestatica max = μeN

La relación entre la fuerza necesaria para mantener con velocidad constante un cuerpo y su peso se denomina coeficiente de rozamiento dinámico.
3.2. Materiales.
- Distintos tacos de madera
- Dinamómetros
- Pesas (50g)
- Carrito
- Papel milimetrado
3.4. Procedimiento experimental.
Colocar sobre el taco mayor dos pesas y tirar muy suavemente y en horizontal con el dinamómetro de 3 N. Medir la fuerza que indica el dinamómetro cuando se inicia el movimiento y posteriormente cuando se mantiene la v = cte
Coeficiente de rozamiento estático y cinético
Frestatica max = μeN Frcinética = μc N
Pesar los tacos de madera con el dinamómetro y ver si corresponde con la masa que indica en cada taco.
Comprobación de la fórmula
Tirar del taco de madera grande con el dinamómetro hasta conseguir velocidad constante, y medir la fuerza que indica, que será la fuerza de rozamiento: Faplicada = Frozamiento
Calcular el cociente Fr / N
Repetir el procedimiento colocando sucesivamente una dos y tres pesas sobre el taco y calcular el cociente en cada caso.
Representar gráficamente la fuerza de rozamiento frente a la fuerza normal (N) que en este caso será el peso del taco con las pesas
Frcinética = μc N
v = cte

Comprobar que los puntos están más o menos alineados y trazar la recta. Calcular la pendiente de dicha recta que será el coeficiente de rozamiento
Se puede utilizar para ello otras superficies de deslizamiento como pueden ser distintas mesas del laboratorio de izquierda y derecha o bien utilizar el otro taco más pequeño con distinto grado de pulimentación.
Calcular los distintos coeficientes de rozamiento sobre distintas superficies
Finalmente podemos comprobar cómo la fuerza de rozamiento por rodadura es muchísimo menor que la de deslizamiento, utilizar para ello el carrito y colocar sobre él varias pesas.
3.
2.1.Fundamento teórico.
EXPERIENCIA 2.
Si se lanza un móvil construido con un CD y un tubo sobre una superficie lisa, la fuerza de rozamiento entre las dos superficies hace que se pare inmediatamente. Pero si se crea una película de aire, el rozamiento se reduce enormemente y el móvil puede recorrer una distancia importante.
2.2.Materiales.
- Globo
- CD con tubo
- Rollo de cinta adhesiva
2.3.Procedimiento experimental.
Inicialmente, se pone el rollo de cinta adhesiva sobre el CD con el fin de dar estabilidad, y se empuja el móvil sobre una mesa para que comience a moverse. A continuación, se hincha el globo, se retuerce un poco para evitar fugas de aire y se fija al tubo del CD. Por último, se empuja el móvil permitiendo la salida de aire del globo.
4. Cuestiones.
a) Si aumentamos la masa del cuerpo, ¿cómo se modifica la fuerza de rozamiento?
b) Al cambiar el tipo de superficie de contacto ¿varía la fuerza de rozamiento aunque el taco sea el mismo? ¿Por qué?
c) Si el objeto se mueve a mayor velocidad, manteniéndose constante durante el recorrido, ¿cómo influye la fuerza de rozamiento?¿será mayor, menor o igual?