INVESTIGACIÓN
ROZAMIENTO
Objetivos:
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Estudiar las características de la fricción estática y cinemática.
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Determinar los factores que influyen en la fuerza de fricción entre dos superficies.
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Determinar los coeficientes de fricción estática por dos métodos diferentes.
Fundamento Teórico:
Concepto:
Es aquella fuerza que aparece entre dos cuerpos cuando uno trata de moverse con respecto al otro. Esta fuerza se debe a las asperezas o rugosidades que aparecen entre las superficies de contacto y se oponen al movimiento del cuerpo. A la fuerza de rozamiento también se le conoce como superficie de fricción. Se manifiesta en la superficie de contacto entre dos cuerpos siempre que uno de ellos se deslice o tienda a deslizarse respecto al otro.
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con laque empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica o Cinética. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática.
Tipos De Fuerza De Rozamiento:
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Fuerza de Rozamiento Estático (Fs) :
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Es aquella fuerza que aparece cuando un cuerpo que esta en reposo una superficie áspera trata de moverse, debido a la acción de alguna fuerza externa.
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Esta fuerza de rozamiento se grafica opuesta al posible movimiento del cuerpo.
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Si sólo hay tendencia al deslizamiento entre las superficies, la fuerza de fricción se llama estática y su magnitud varía desde cero hasta un valor máximo que depende de la magnitud de la fuerza de reacción normal.
0 ≤ f s ≤ µs N
Fuerza de Rozamiento Estático Máximo ( F max) :
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El valor de la Fuerza de rozamiento estático varia desde cero hasta un máximo que ocurre cuando el cuerpo está a punto de iniciar su movimiento, denominado también movimiento inminente.
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La fuerza de fricción estática, alcanza su máximo valor cuando el cuerpo está a punto de deslizarse respecto a otro
0 ≤ f s ≤ f s max N
2. Fuerza de Rozamiento Cinético (Fk) :
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Es aquella fuerza que aparece cuando un cuerpo se desplaza sobre una superficie áspera. Su dirección es siempre contraria al desplazamiento del cuerpo.
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Es una fuerza de magnitud constante que se opone al deslizamiento una vez que éste ya comenzó.
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Lo que diferencia a una fricción de otra es que el estático actúa cuando el cuerpo está en reposo y el cinético cuando está deslizándose. Movimiento N F fk mg Propiedades de la Fuerza de Rozamiento Cinético: Su valor es directamente proporcional a la fuerza normal de la superficie.
Propiedades de la Fuerza de Rozamiento Cinético:
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Su valor es directamente proporcional a la fuerza normal de la superficie.
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Su valor es independiente del valor de la velocidad del cuerpo.
f k = µk
Donde:
µ k = coeficiente de rozamiento cinético
N = Fuerza normal de la superficie de apoyo
Coeficiente de Rozamiento o Fricción ( µ ) :
Es una magnitud adimensional que expresa la proporcionalidad existente entre la fuerza de rozamiento o fricción (f) y la fuerza normal (N), que ejerce un cuerpo que reposa o se mueve sobre otro. El valor del coeficiente depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto y generalmente el valor del coeficiente de fricción estática es mayor que el valor del coeficiente de fricción cinética.
µs > µk
En cualquier otro instante la fuerza de fricción estática es:
f 𝑠 < 𝝁 𝒔. 𝑵
