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informe-de-laboratorio-fisica 4, Resúmenes de Física

informe-de-laboratorio-fisica 4

Tipo: Resúmenes

2023/2024

Subido el 24/03/2025

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Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas
Departamento de Ciencias Básicas
Informe de Laboratorio
Rozamiento Cinético
Jején Alan, Guevara Arlin, Díaz Juan, Torres Juan y Ruiz Santiago
(Anjejeng, Aaguevaraa, Davelosac, jetorresv01, sruizg) @ libertadores.edu.co
Profesor: Chacón Medina Néstor Camilo
Este informe examina el deslizamiento de bloques de
madera sobre diferentes superficies como madera y corcho
para determinar la fuerza de fricción. Se utilizaron varias
configuraciones con diferentes pesos y diferentes
pendientes para lograr una velocidad constante. El
objetivo es analizar la relación entre la fricción y la fuerza
normal sobre dos superficies y medir el coeficiente de
fricción entre ellas.
Palabras clave— Newton, ley, fuerza, aceleración,
variable, datos, medición, masa.
I. INTRODUCCIÓN
Sobre un objeto se presenta 2 fuerzas en un estado inmóvil, la
gravedad y la fuerza normal, sin embargo, al momento de
aplicarle fuerza a este objeto, se suman otras dos, la fuerza
que empuja y en mayormente, la fuerza que detiene.
Esta ultima se presenta como la fuerza de rozamiento que
actúa en contra de un objeto que se mueve en otro cuerpo,
este puede ser desde el aire hasta la superficie de una masa.
Todo cuerpo que se mueva en un ambiente o sobre otro
cuerpo tendrá una resistencia hacia este. Es con este preludio
que en este informe se demostrara los aspecto que abarcan el
rozamiento cinético referente a un cuerpo deslizándose sobre
otro y como las diferentes fuerzas aplican en este.
II. OBJETIVOS
Con el fin general de Caracterizar la fuerza de
rozamiento cinético. Se evidenciarán los siguientes objetivos
específicos para la obtención de datos:
- Medir el coeficiente de rozamiento cinético entre
dos superficies irregulares.
- Verificar la independencia del coeficiente de
fricción con las superficies de contacto.
III. MARCO TEÓRICO
Se presentan los siguientes temas para el entendimiento
del informe:
Fuerza de fricción cinética: Se le describe como
una condición de que “si existe movimiento
relativo de un cuerpo respecto al otro, se habla
de fuerza de fricción cinética” respecto a
palabras de (Manzur, 2008). Esto se refiere a la
fuerza que emplea la superficie o entorno donde
se mueve el objeto y este logra moverse de
dicha zona, mostrando que la fuerza que este
entorno aplica es menor a la fuerza de fricción
estática en donde el objeto no puede moverse
debido a la fuerza a la le que supera el entorno.
Segunda ley de Newton: Refiriéndose a esta ley
y para términos comprensibles se define como
La variación del movimiento es proporcional a
la fuerza motriz aplicada, y tiene lugar en la
dirección de la recta sobre la cual se aplica
dicha fuerza “según (Tamir & Ruiz Beviá,
2008). En relación a este experimento se
aplicará dicho termino para la obtención de
datos durante la prueba de campo.
A su vez, se mencionan las siguientes fórmulas de
intercambio de datos que se usaran durante el análisis y
muestreo:
IV PROCEDIMIENTO
Para la obtención de resultados, se presentarán dos
experimentos que se relacionarán el uno con el otro para
demostrar los componentes del rozamiento cinético y su
comportamiento en la naturaleza. Cabe destacar que los
pasos que se mostrarán aquí, serán aplicados para dos
tipos de materiales, la madera y la felpa, ambos sobre
aluminio a su vez que se medirán con dos objetos
diferentes en masa.
1. Para el primer experimento se da la siguiente
metodología:
Operación 1
Error Porcentual
Operación 2
Segunda Ley de Newton
Operación 3
Aceleración con fuerza y masa
Operación 4
Aceleración con distancia y tiempo
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Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas Departamento de Ciencias Básicas

Informe de Laboratorio

Rozamiento Cinético

Jején Alan, Guevara Arlin, Díaz Juan, Torres Juan y Ruiz Santiago (Anjejeng, Aaguevaraa, Davelosac, jetorresv01, sruizg) @ libertadores.edu.co Profesor: Chacón Medina Néstor Camilo Este informe examina el deslizamiento de bloques de madera sobre diferentes superficies como madera y corcho para determinar la fuerza de fricción. Se utilizaron varias configuraciones con diferentes pesos y diferentes pendientes para lograr una velocidad constante. El objetivo es analizar la relación entre la fricción y la fuerza normal sobre dos superficies y medir el coeficiente de fricción entre ellas. Palabras clave— Newton, ley, fuerza, aceleración, variable, datos, medición, masa. I. INTRODUCCIÓN Sobre un objeto se presenta 2 fuerzas en un estado inmóvil, la gravedad y la fuerza normal, sin embargo, al momento de aplicarle fuerza a este objeto, se suman otras dos, la fuerza que empuja y en mayormente, la fuerza que detiene. Esta ultima se presenta como la fuerza de rozamiento que actúa en contra de un objeto que se mueve en otro cuerpo, este puede ser desde el aire hasta la superficie de una masa. Todo cuerpo que se mueva en un ambiente o sobre otro cuerpo tendrá una resistencia hacia este. Es con este preludio que en este informe se demostrara los aspecto que abarcan el rozamiento cinético referente a un cuerpo deslizándose sobre otro y como las diferentes fuerzas aplican en este. II. OBJETIVOS Con el fin general de Caracterizar la fuerza de rozamiento cinético. Se evidenciarán los siguientes objetivos específicos para la obtención de datos:

  • Medir el coeficiente de rozamiento cinético entre dos superficies irregulares.
  • Verificar la independencia del coeficiente de fricción con las superficies de contacto. III. MARCO TEÓRICO Se presentan los siguientes temas para el entendimiento del informe:  Fuerza de fricción cinética: Se le describe como una condición de que “si existe movimiento relativo de un cuerpo respecto al otro, se habla de fuerza de fricción cinética” respecto a palabras de (Manzur, 2008). Esto se refiere a la fuerza que emplea la superficie o entorno donde se mueve el objeto y este logra moverse de dicha zona, mostrando que la fuerza que este entorno aplica es menor a la fuerza de fricción estática en donde el objeto no puede moverse debido a la fuerza a la le que supera el entorno.  Segunda ley de Newton: Refiriéndose a esta ley y para términos comprensibles se define como “ La variación del movimiento es proporcional a la fuerza motriz aplicada, y tiene lugar en la dirección de la recta sobre la cual se aplica dicha fuerza “según (Tamir & Ruiz Beviá, 2008). En relación a este experimento se aplicará dicho termino para la obtención de datos durante la prueba de campo. A su vez, se mencionan las siguientes fórmulas de intercambio de datos que se usaran durante el análisis y muestreo: IV PROCEDIMIENTO Para la obtención de resultados, se presentarán dos experimentos que se relacionarán el uno con el otro para demostrar los componentes del rozamiento cinético y su comportamiento en la naturaleza. Cabe destacar que los pasos que se mostrarán aquí, serán aplicados para dos tipos de materiales, la madera y la felpa, ambos sobre aluminio a su vez que se medirán con dos objetos diferentes en masa.
  1. Para el primer experimento se da la siguiente metodología: Operación 1 Error Porcentual Operación 2 Segunda Ley de Newton Operación 3 Aceleración con fuerza y masa Operación 4 Aceleración con distancia y tiempo
  • Tomar los datos referentes a la masa de los objetos, la masa del portamasas y sus respectivas masas aplicadas en cada momento, la aceleración de los objetos, todo esto con el fin de hallar el coeficiente de rozamiento cinético.
  • Se realiza el montaje experimental de forma que se vea como en la siguiente imagen.
  • Establecer una distancia de 60cm como punto final de choque para evitar golpes a la polea.
  • Aumentar la masa hasta el punto de que el objeto se mueva hasta llegar al punto final, la medición de la masa del portamasas que lo movió, indicara la fuerza y con ello la aceleración que genero el movimiento. Esto con el uso de ( Operación 2 y 3 ).
  • Repetir minuciosamente esta suma de masas como mínimo 3 veces para hallar un promedio en la aceleración.
  1. En la segunda parte se hará una práctica con el fin de hallar el rozamiento estático teórico de los materiales antes propuestos. Para ello se práctica lo siguiente:
  • Tomar los datos referentes a la masa de los objetos y el Angulo de inclinación que se indicara en los siguientes pasos.
  • Realizar el montaje experimental
  • Colocar el objeto sobre el riel y levantar lentamente el riel hasta el punto en que el objeto empiece a deslizarse, allí, tomar el valor del ángulo.
  • Repetir este ejercicio 3 veces para hallar el ángulo promedio. Análisis de resultados Para definir las conclusiones, se elaborarán procesos de análisis en deferentes aspectos respecto a las pruebas de campo, para ello y con lo establecido anteriormente, se muestran los siguientes procesos de investigación.
  1. Definir un diagrama de cuerpo libre en ambos experimentos respecto a los montajes experimentales que explique las fuerzas que afectan sobre el objeto.
  2. Hallar para el primer experimento el coeficiente de rozamiento cinético para ambos materiales y en el segundo experimento, el coeficiente de rozamiento estático para ambos materiales, esto con ayuda de las fórmulas dadas en ( Operación nn ). Dados los valores teóricos, hallar el error porcentual para ambos con el valor real.
  3. Hallar el error porcentual con ( Operación 1 ) entre el promedio del ángulo medido y el ángulo real, esto en el segundo experimento.
  4. Responder la pregunta de análisis ¿Qué unidades tienen los coeficientes de rozamiento μk y μs?
  5. Responder la pregunta de análisis, ¿De acuerdo con los resultados obtenidos, la fuerza de rozamiento depende del área de contacto?, si no es así, ¿de qué depende? V. ANÁLISIS DE RESULTADOS Dado el procedimiento, se da inicio a la elaboración de resultados siguiendo los pasos establecidos.
  6. Digitalizado los datos tomados de la prueba de campo y haciendo uso de las fórmulas de conversión, se muestra la siguiente tabla que adicionalmente, define los índices de rozamiento cinético y estático experimentales de la prueba en base a la misma área del objeto que nunca cambio durante el experimento. Tabla 1 Mediciones Parte I con diferentes materiales y misma área

Movimie

nto

Material

es

Madera Felpa

Menor

Masa 0,03 0,

Peso 0,2943^ 0,

T1 1,5^ 13,

T2 3,03^ 13,

T3 3,53^ 12,

TP 2,6866667 13,

A 0,0554156 0,

Us 0,2307692 0,

Mayor

Masa 0,025^ 0,

Peso 0,24525^ 0,

T1 9,69^ 23,

T2 8,72 20,

T3 7,47 21,

TP 8,6266667 21,

A 0,0053749^ 0,

Uk 0,1916544 0,

Masa

cubo

Peso

cubo

Distancia (cm - m)

En anterior tabla, denota 4 medidas totales para hallar diferentes índices de rozamiento, siendo en la sección “Menor” el índice de rozamiento estático donde se muestra el caso del menor movimiento efectuado durante el reposo del objeto. La siguiente sección, “Mayo”, relata el caso en el que el movimiento del objeto continúo por toda la trayectoria sin detenerse en el camino. Adicionalmente se presenta los diagramas de cuerpo libre que expresan las fuerzas generadas antes y después del inicio del movimiento. Fuente:Rozamiento Cinético” Ilustración 1 Montaje experimental para la determinación del coeficiente de rozamiento cinético Ilustración 2 Montaje experimental para la determinación del coeficiente de rozamiento estático Fuente:Rozamiento Cinético” Fuente: Elaboración propia Ilustración 3 Diagrama cuerpo libre Parte I antes del movimiento