Coeficiente de fricción

Departamento de Física, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad del Valle

Movimiento estático

Datos y gráficos

438,5±0,1 g Ɵ1

488,4±0,1 g Ɵ2

587,1±0,1 g Ɵ3

685,4±0,1 g Ɵ4

784,4±0,1g Ɵ5

21 22,5 21 21 2224 21 23 23 22,522 22 22,5 24 22,522 22,5 23 23 2324 23 23 22 2122 23 21 21 21

prom: 22,5 prom: 22,3 prom: 22,3 prom: 22,3 prom: 22,0Tabla 1. Datos experimentales coeficiente estático

m . g cosθ . μ=F f ec. 1 F f =μN ec. 2 F f =m. g senθ ec. 3

Reemplazando la ecuación 3 en la 1

m . g cosθ . µ=m.g senθ ec. 4

μ= tan θ ec. 5

Según la ecuación 5 se puede observar que el coeficiente de fricción es independiente de la masa, pues esta depende exclusivamente de un ángulo de inclinación crítico o ángulo de rozamiento.

A partir de la tabla 1 se concluye que independientemente de las masas aplicadas sobre el sistema el ángulo en el que la barra de madera vence la fuerza de fricción y se pone en movimiento se encuentra casi que de manera constante alrededor de un ángulo de 22°.

El coeficiente de fricción experimental es el promedio de las tangentes de los ángulos encontrados para las diferentes masas aplicadas, calculadas mediante la ecuación 5

  Ɵ tanƟ1 22,5 0,41422 22,3 0,41013 22,3 0,41014 22,3 0,41015 22,0 0,4040

promedio   0,4097Tabla 2. Coeficiente de rozamiento estático

µexp=0.4097

Movimiento dinámico

Datos y gráficos

m1 ± 0,1(g) m2 ± 0,1(g) m3 ± 0,1(g)

438,5± 0,1(g)

m1: 100 m: 98,3

m2: 99,1 m: 9,9

m3: 98,3 m: 2,1

m4: 19,8 m: 2,1

m5: 10 m: 2,2

m6: 9.9  

m7: 5  

m8: 2,1  

m9: 2,1  

m10: 2,2  

masa total: 348,5±0,1(g)

masa total: 114,6±0,1(g)

Tabla 3 datos experimentales coeficiente dinámico

Cálculos y resultados

m 2g−m1 gsenα−Ff =0

−m 2' g+m1 g sen α−Ff =0

(m 2−m 2') g−2 μ N=0

(m 2−m 2' ) g=2 μN m1 senα=m2+m 2 '2

(m2−m2' ) g2 N

=μ m1=m2+m 2 '2 sen α

μ=(m 2−m 2') g2m1 g cosα

μ=(m2−m2')2 m1 cos α

μ= (m 2−m 2')

2(m 2+m2'

2 senα )cosα

μ=(m 2−m 2') tanθ

(m2+m 2' )

μ= (348.5 ± 0.1−114.6± 0.1 ) tan 40(348.5± 0.1+114.6± 0.1 )

μ=0.4238± 0.0002

Preguntas

Porque el coeficiente de fricción estático no permanece constante cuando se realizan varias mediciones con cada cuerpo?

El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales, y no una propiedad intrínseca de un material. Depende además de muchos factores como la temperatura, el acabado de las superficies en contacto, la velocidad relativa entre las superficies, entre otras.

Que efecto tiene el área de la superficie y el peso del cuerpo en el coeficiente de fricción estático?

El peso del cuerpo no tiene ningún efecto sobre el coeficiente de fricción estático, como se demostró experimentalmente, este solamente es determinado por el ángulo crítico en el cual el cuerpo se empiece a mover.