GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
para imprimir(pdf)
volver a inicio

Coeficiente dinámico de rozamiento

Fundamento

Cuando un cuerpo desliza sobre otro aparece una fuerza resistente al movimiento que conocemos con el nombre genérico de fuerza de rozamiento. El estudio de las fuerzas de rozamiento es empírico y las leyes que lo rigen deben considerarse como aproximaciones. La fuerza de rozamiento depende de los materiales que estén en contacto, de su  grado de pulimento y de la fuerza normal que se ejerzan entre sí. Entre el módulo de la fuerza de rozamiento y el de la fuerza  normal se cumple.

                                                                

El coeficiente de proporcionalidad m se llama coeficiente dinámico de rozamiento. La fuerza de rozamiento puede variar bastante en un material porque el grado de pulimentado no es uniforme, causa por la que se suelen dar los datos para m como valores promedios.

SOLUCIÓN

Observación

En alguno de los experimentos es necesario calcular un factor de escala, esto es, una relación entre el tamaño real y el de la fotografía.

Los datos que se exponen, se han obtenido a partir de unas fotografías  cuyo tamaño puede no coincidir con las de la página. En consecuencia, existe una variación en el factor de escala según sea el tamaño de la fotografía. Como es natural, esto no debe afectar ni a la ley ni a la comprobación de la ley, por consiguiente, el utilizar un tamaño u otro de fotografía debe conducir a los mismos resultados finales o a diferencias atribuibles exclusivamente a errores experimentales que se cometan en la toma de medidas.

 

De las que se obtiene:

Con la fotografía estroboscópica se calculará la aceleración del taco en función del ángulo del plano a.

Fotografías 

En la fotografía se observa el taco de rozamiento y el plano inclinado de aluminio. El taco lleva incorporado una varilla brillante que servirá para determinar las posiciones.

Foto del montaje

Primera medida

Angulo del plano 18º, intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas Dt = 0,0515 s.

Valor real del lado de cada cuadrado del enrejado 0,10 m

Fotografía 1 para toma de datos

Con ayuda del enrejado mida los centímetros que hay en la fotografía para una distancia real de 0,50 m.

Factor de escala:                                

El origen de tiempos y posiciones es la primera varilla de la izquierda que lleva un círculo blanco. Complete la Tabla 1            

                                                                      Tabla 1

Posiciones en la fotografía en cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tiempo /s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales en metros

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con ayuda de la hoja de cálculo dibuje la gráfica posición–tiempo y obtenga el valor de la aceleración

                                                           a1 =

Segunda medida

 Ángulo del plano 22º, intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas Dt = 0,052 s

Valor real del lado de cada cuadrado del enrejado 0,10 m

Fotografía 2 para toma de datos

Con ayuda del enrejado mida los centímetros que hay en la fotografía para una distancia real de 0,50 m.

Factor de escala:                                  

 

El origen de tiempos y posiciones es la primera varilla de la izquierda que lleva un círculo blanco. Complete la Tabla 2            

                                                                       Tabla 2

Posiciones en la fotografía en cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tiempo /s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales en metros

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con ayuda de la hoja de cálculo dibuje la gráfica posición–tiempo y obtenga el valor de la aceleración

a2 =

Tercera medida

Angulo del plano 28º, intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas Dt = 0,053 s

Valor real del lado de cada cuadrado del enrejado 0,10 m

Fotografía 3 para toma de datos

Con ayuda del enrejado mida los centímetros que hay en la fotografía para una distancia real de 0,40 m

Factor de escala:                                 

El origen de tiempos y posiciones es la primera varilla de la izquierda que lleva un círculo blanco. Complete la Tabla 3            

                                                                                  Tabla 3

Posiciones en la fotografía en cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tiempo /s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales en metros

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con ayuda de la hoja de cálculo dibuje la gráfica posición–tiempo y obtenga el valor de la aceleración 

a3 =

Cuarta medida

 Angulo del plano 34º, intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas Dt = 0,054 s.

Valor real del lado de cada cuadrado del enrejado 0,10 m.

Fotografía 4 para toma de datos

Con ayuda del enrejado mida los centímetros que hay en la fotografía para una distancia real de 0,40 m

Factor de escala:                                  

El origen de tiempos y posiciones es la primera varilla de la izquierda que lleva un círculo blanco. Complete la Tabla 4           

                                                                                  Tabla 4

Posiciones en la fotografía en cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tiempo /s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales en metros

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con ayuda de la hoja de cálculo dibuje la gráfica posición–tiempo y obtenga el valor de la aceleración

                                                                                  a4 =

Quinta medida

Angulo del plano 42º, intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas Dt = 0,053 s.

Valor real del lado de cada cuadrado del enrejado 0,10 m.

Fotografía 5 para toma de datos

Con ayuda del enrejado mida los centímetros que hay en la fotografía para una distancia real de 0,40 m

Factor de escala:                                  

El origen de tiempos y posiciones es la primera varilla de la izquierda que lleva un círculo blanco. Complete la Tabla 5                                                                                           

Tabla 5         

Posiciones en la fotografía en cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tiempo /s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales en metros

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con ayuda de la hoja de cálculo dibuje la gráfica posición–tiempo y obtenga el valor de la aceleración

a5 =

 

 

Con los valores obtenidos de la aceleración y los ángulos del plano inclinado complete la Tabla 6.

Tabla 6

Ángulo, a

Aceleración, a/m.s-2

  en m/s2

tag a

18

 

 

 

22

 

 

 

28

 

 

 

34

 

 

 

42

 

 

 

 

Haga la representación gráfica  en el eje Y  frente a tag a  en el eje X.

De la pendiente de la recta calcule el valor de g y de la ordenada en el origen calcule el coeficiente de rozamiento.

                                                          g =                               m =

 

En este experimento se hará deslizar un taco de madera cuya superficie de contacto es aluminio sobre un plano inclinado también de aluminio. Las ecuaciones que rigen el movimiento teniendo en cuenta la descomposición de fuerzas en la dirección de plano (eje x) y en la  perpendicular (eje y) son: