Los rozamientos
En mecánica, resistencia al deslizamiento, rodadura o flujo de un cuerpo con relación a otro con el que está en contacto.
El rozamiento externo puede ser de dos clases: de deslizamiento o de rodadura. En el rozamiento de deslizamiento, la resistencia es causada por la interferencia de irregularidades en las superficies de ambos cuerpos. En el rozamiento de rodadura, la resistencia es provocada por la interferencia de pequeñas deformaciones o hendiduras formadas al rodar una superficie sobre otra. En ambas formas de rozamiento, la atracción molecular entre las dos superficies produce cierta resistencia. En los dos casos, la fuerza de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza que comprime un objeto contra el otro. El rozamiento entre dos superficies se mide por el coeficiente de fricción, que es el cociente entre la fuerza necesaria para mover dos superficies en contacto mutuo y la fuerza que presiona una superficie contra otra.
El rozamiento entre dos objetos es máximo justo antes de empezar a moverse uno respecto a otro, y es menor cuando están en movimiento. El valor máximo del rozamiento se denomina rozamiento estático o rozamiento en reposo, y el valor del rozamiento entre objetos que se mueven se llama rozamiento cinético o rozamiento en movimiento. El deslizamiento de dos cuerpos en contacto es discontinuo y puede considerarse que el rozamiento cinético está producido por una serie de episodios de rozamiento estático.
OBJETIVO: Calcular el coeficiente de rozamiento estático y dinámico de un taco de superficie de metal y de madera mediante diversos procedimientos.
Fundamento teórico
El rozamiento abarca toda resistencia que se opone a que un cuerpo resbale o ruede sobre otro. El rozamiento por deslizamiento es el que se produce cuando se desplaza una superficie en contacto con otra; es originado por las rugosidades de las dos superficies y depende de la naturaleza de éstas y de la fuerza que ejerce una superficie contrala otra, pero es independiente del área de las superficies en contacto. La fuerza de rozamiento está siempre dirigida en sentido contrario al movimiento. El coeficiente de rozamiento es un número adimensional característico de las superficies en contacto, que se define como la fracción de fuerza normal que es necesario aplicar tangencialmente para vencer el rozamiento; su valor estático es mayor que el valor dinámico que alcanza cuando ya se ha iniciado el movimiento. Cálculo del coeficiente de rozamiento
1ºPROCEDIMIENTO (Procedimiento del dinamómetro)
MATERIALES: Un dinanómetro de 1 Newton Un dinanómetro de 5 Newton Un taco de madera.
Una lámina metálica. Pesas de 1 Newton de peso. Listón metálico (para arrastrar el taco).
POCEDIMIENTO:
se coloca el taco de madera en el listón, se engancha al dinamómetro y se tira para calcular la fuerza de rozamiento estática (justo antes de que comience a moverse) y la fuerza de rozamiento dinámica (la fuerza empleada para que el móvil se mueva a velocidad constante).Esto se realiza con diferentes pesos, ya que se ira variando añadiendo pesas, luego se repite el proceso pero con una superficie metálica. Se anota los resultados en una tabla y se representa en un gráfica. El coeficiente de rozamiento será la pendiente de dicha gráfica.
Metal-Madera
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Metal-Madera |
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P |
Frd |
Fre |
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150 N
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0.4 N |
0.5 N |
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151 N
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0.6 N |
0.7 N |
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152 N
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0.9 N |
1 N |
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153 N
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1.2 N |
1.3 N |
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154 N
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1.4 N |
1.5 N |
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Metal-Metal |
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P |
Frd |
Fre |
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150 N
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0.21 N |
0.3 N |
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151 N
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0.32 N |
0.41 N |
|
152N
|
0.44 N |
0.51 N |
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153 N
|
0.52 N |
0.62 N |
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154 N
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0.61 N
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0.78 N
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2ºPROCEDIMIENTO (Procedimiento en el Plano)
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Metal-Madera |
Uestático |
Udinámico |
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Tg 33cm/93cm=0,35 N |
Tg 26cm/95cm=0,27 N |
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Metal-Metal |
Uestático |
Udinámico |
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Tg 26cm/96cm=0,27 N |
Tg 23cm/97cm=0,23 N |
MATERIALES:- Vástago- Nuez de mesa- Metro- Listón metálico- Un taco de madera.- Una lámina metálica.
POCEDIMIENTO:
Se varia en ángulo del plano hasta que el móvil comience a caer por su propio peso ( U estático ) y que se caiga a velocidad constante con un pequeño empujón (U dinámico) Para calcular U, partiremos de:
Averiguaremos el ángulo midiendo los catetos y aplicaremos la fórmula anterior Metal-Madera Uestático, Udinámico Tg 33cm/93cm=0,35 N
Tg 26cm/95cm=0,27 N
Metal-Metal Uestático Udinámico Tg 26cm/96cm=0,27 N Tg 23cm/97cm=0,23 N
CONCLUSIÓN:
Se ha calculado el coeficiente de rozamiento mediante varios procesos y se ha comprobado que la fuerza de rozamiento es menor cuando la superficie de los cuerpos resbalan mejor, en este caso la superficie de metal resbala mejor que la de madera y por lo tanto el coeficiente de rozamiento es menor. También se comprobado que la fuerza de rozamiento estático es menor que la fuerza de rozamiento dinámico.
N
p
Fr
F
V cte.
