ROZAMIENTO 27 de Octubre de 2016 Programa Ingeniería Civil Facultad Facultad Ingeniería Civil
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RESUMEN: Durante el desarrollo de esta práctica se trabajaron las fuerzas de rozamiento tanto cinética cinéti ca como estática, hac hacie iendo ndo además uso de otras fuerzas como la normal, f uerza de roce, peso
y relacionándolas relacionándol as entre sí mediante dif erentes ecuaciones e cuaciones y de esta e sta manera calcular calcular el coeficient coef iciente e de rozamiento, rozamie nto, tensi ones, e ntre otros. Para lograr con éx ito l a práctica fue necesario hacer ca cambio bios en los ángulos y en las masas, notando ciertas variaciones respecto a las mismas. 1. FUNDAMENTO TEORICO
La fuerza de fricción o la fuerza de rozamiento rozamiento es la f uerza que existe entre dos superficies en contacto, que se opone opon e al movimi mov imi ento relati re lati vo entre ent re ambas superfi supe rficie ciess (fuerza (fu erza de fric f ricccióndiná dinámi micca) o a la fuerza que se opone al inicio i nicio del deslizamie desl izamiento nto ( fuerza de fricción estática). estáti ca). Se genera debi debid do a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, sino que forme un ángulo con la normal normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de l a fuerza normal normal N (pe rpendicular rpendicul ar a las superficies superfi cies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto.
Figura No. 1
ROZAMIENTO ESTATICO:
Figura No. 2
ROZAMIENTO DINAMICO:
COEFICIENTE DE ROZAMIENTO ESTÁTICO:
Es el coeficiente coef iciente de proporcionalidad que relaciona la fuerza necesaria para para que un bl oque empiece empie ce a deslizarse y la fuerza normal. normal. La fue rza necesaria para para que un bloque comience comien ce a desli zarse es igual a la Fuerza de rozamiento rozamiento máxima. Es importante distinguir di stinguir entre este coeficiente coeficiente y el coefi coe fi ciente ciente de rozamiento dinámico dinámico (md). ( md). Siempre se cumple que me >md.
Figura No.3
COEFICIENTE DE ROZA ROZAMIENTO MIENTO
El coeficie nte de r ozamien deslizamiento ozamiento to o coe ficiente ficiente de fricción expresa la opo sición al deslizamiento que ofrecen las superficies las superficies de dos cuerpos en contacto. Es un coeficiente adim coeficiente adimensional ensional.. Usualmente sualmente se representa con la letra griega μ (mi ). El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales en contacto; conta cto; no es una prop iedad intrínseca de un material. Depend e además de muchos factores fa ctores como la temperatura, la temperatura, el el acabado acabado de las superficies, las superficies, l la a velocidad relativa entre las superficies, superficies, etc. La naturaleza de este tipo de fuerza está ligada a las interacciones de las partículas microscópicas de las dos superficies implicadas. Por ejemplo, el hielo sobre una lámina de acero pulido tiene un coeficiente bajo; mientras que el caucho el caucho sobre el pavimento el pavimento tiene un coeficiente coe ficiente alto. El coeficiente de fricción puede tomar valores desde casi casi cero hasta mayores que la unidad.
COEFICIENTE DE ROZA ROZAM IENTO DINAM DINAM ICO
La mayoría mayoría de las supe rficies, aún las que se conside ran pulidas, son extremadamente extremadamente rugosas a escala microscópica. Cuando dos su perficies son puestas en contacto, el movimiento movim iento de una respecto a la otra gene ra fuerzas tangenciales tangen ciales llamadas llamadas fuerzas de fricción fricción,, las cuales tienen tiene n sentido contrario al movimiento, movimiento, la magnitud de esta fu erza depende depen de del coeficiente de rozamiento rozamiento dinámico.
COEFICIENTE COEFI CIENTE DE ROZAMENTO ESTA ESTATICO TICO
Existe otra forma de rozamiento Existe rozamiento relacionada relacion ada con el anterior, en que dos supe rficies rígidas en reposo no se desplaz desplazan an una respecto a la otra siempre y cuando la fuerza fuerza paralela al plano tangente sea suficientemente suficientemente pequeña, en este caso el coeficiente coeficiente relevante es el coefici coeficiente ente de rozamiento estático
EL PLANO INCLINADO
Es una m una máquina áquina simple que consiste consiste en una superficie plana plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza utiliza para p ara elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento. Las leyes que rigen el comportam comportamiento iento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas enunciad as por primera vez por el matemático Sim matemático Simon on Stevin, en Stevin, en la segunda mitad mitad del siglo del siglo XVI. Para analizar analizar las la s fuerzas existentes sobre sobr e un cuerpo situado sobre un pla no inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígene s en las mismas. mismas.
En primer lugar se debe considera r la existencia existencia de una fuerz una fuerza a de gravedad, gravedad , también conocida como peso, como peso, que que es consecuencia consecuencia de la masa la masa ( M ) que posee el cuerpo apoyado en el plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con u na dirección vertical y representada en la figura figura por la letra G. Existe Existe además una fuerza normal ( N), también conocida como la fuerza fuerza de reacción ejercida sobre el cuerpo por el plano como consecuencia consecuencia de la tercera la tercera ley de Newton, Newton, se se encuentra en una dirección perpendicular perpendicular al plano y tiene una magnitud magnitud igual a la fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece representada por N y tiene la sen tido opuesto a la misma. misma magnitud que F 2= M.g.cosα y sentido Existe Existe finalmente una fuerza de rozamiento, también rozamiento, también conocida como fuerza de fricción (F R ), que siempre siempre se opo ne al sentido del movimiento movimiento del cuerpo respecto a la superficie, supe rficie, su magnitud depende tanto del peso como como de las características características superficiales superficiales del plano inclinado inclinado y la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un coeficiente de cue rpo se rozamiento. Esta rozamiento. Esta fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα para que el cuerpo mantenga en equilibrio. En el caso en que F 1 fuese mayor mayor que la fuerz fuer za de rozamiento el cuerpo se deslizaría deslizaría hacia abajo por el plano inclinado. inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe realizar una fuerza con una magnitud que iguale o supere la suma de F 1 + F R .
Figura No. 4
