Tema: Aplicaciones de las leyes de Newton para el cálculo de coeficientes de rozamiento.

Objetivo General:

Comprobar las características principales de las fuerzas de rozamiento mediante la aplicación de las leyes de Newton.

Objetivos Específicos:

1. Aplicar las leyes de Newton para analizar el movimiento de los cuerpos.2. Esquematizar y deducir mediante gráficas los coeficientes de rozamiento

de las diversas superficies.

Sustentación:

En el campo de la Dinámica las leyes de Newton son el pilar fundamental de su estructura, pero tiempo atrás Galileo Galilei había ya estudiado la interacción entre fuerza y movimiento al rodar una esfera por un plano horizontal notaba que mientras más pulida sea la superficie más duraba el movimiento, por lo que si se suprimiesen las fuerzas que actúan sobre la esfera esta se movería indefinidamente , este idea la retoma Newton y enuncia su primera ley, que en síntesis menciona que: “ Todo cuerpo que está en reposo , permanece en reposo o con velocidad constante a menos que se le aplique una fuerza”, en este experimento se desea mostrar como un cuerpo se mueve indefinidamente mediante la utilización de un aerodeslizador casero, además de la importancia de la fuerza de rozamiento para detener un cuerpo o partícula debido a la existencia de pequeñas irregularidades en la superficies que están en contacto, para ello se utilizará la segunda y tercera ley de Newton aplicadas a un sistema compuesto de un bloque , un taco de metal y diversos materiales que recubran el taco para crear múltiples irregularidades.

Al analizar el diagrama del cuerpo libre de un objeto se debe considerar todas las fuerzas que actúan sobre él, para clasificarlas se las denomina activas o resistivas, siendo las activas aquellas fuerzas que favorecen al movimiento y las resistivas aquellas fuerzas que se oponen al movimiento, durante el experimento se va a trabajar sobre una mesa, lo que provocaría una fuerza normal (N), esta no es activa ni resistiva en este caso porque el movimiento se da en el eje X, además se tendría el peso, la fuerza que hala al bloque y finalmente la fuerza de rozamiento la cual posee un coeficiente de rozamiento determinado para la estructura de la superficie en contacto, para este experimento se plantea analizar la dependencia de factores como el tipo de materiales y el área de contacto en la fuerza de rozamiento.

Materiales:Aerodeslizador:

1. 2 CD’22. Globos3. Silicona casera4. Tapón de botella

Sistema:

1. Taco de metal2. Dinamómetro3. Trozo de moqueta4. Rodillo con manivela5. Tira plástico6. Papel Lija7. Hilo nailon8. Pesas diversas

Procedimiento para el aerodeslizador:

Adherir el tapón en los dos CD’S unidos mediante la silicona, esperar que se seque y ajustar el globo a la boquilla, sellar con silicona la unión entre boquilla y globo, inflar el globo y destapar la boquilla, colocarlo en el suelo.

Explicación: La expulsión de aire del aerodeslizador provoca que se cree un “colchón de aire” lo que anula la fricción y el cuerpo se mueve ilimitadamente una vez iniciado el movimiento.

Bosquejo:

Procedimiento para el Sistema:

Preparar el taco de metal recubriendo dos caras, una con papel de lija y otra con moqueta, medir el peso con el dinamómetro, se dispone la tira de plástico sobre la mesa de forma que un extremo se enrolle en el rodillo y el otro cuelgue bastante de la mesa, con una pequeña pesa que lo mantenga tirante, sobre el plástico se dispone el taco de madrea , unido mediante un hilo de nailon al

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3

1

1. CD2. Globo3. Tapón

dinamómetro, se enrolla lentamente la tira de plástico , procurando que deslice a velocidad constante por debajo del taco , se anota lo que marca el dinamómetro, la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento de la tira actúa hacia la derecha. Sobre el dinamómetro actuará una fuerza de rozamiento igual y de sentido contrario, que es la que marca. Se repite la operación anterior variando la cara del taco que roza, pero sin cambiar el material de recubrimiento, se anota los resultados, se efectúa varías veces la operación anterior variando el material que recubre la cara del taco que roza, finalmente se repite los pasos anteriores para un material concreto, colocando pesas de distintos valores sobre el taco.

Bosquejo:

1. Taco de metal2. Dinamómetro3. Trozo de moqueta4. Rodillo con manivela5. Tira plástico6. Papel Lija7. Hilo nailon8. Pesas diversas

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