Fuerza de rozamiento
El rozamiento por deslizamiento
Medida del coeficiente cinético (I)
Medida del coeficiente cinético (II)
Medida del coeficiente cinético (III)
Fuerza de rozamiento en un plano inclinado
El mejor ángulo para arrastrar un bloque
Medida del coeficiente estático
Barra apoyada en dos puntos móviles.
Placa apoyada en dos rodillos que giran.
Dos bloques superpuestos
En esta página, se presenta un ejemplo más en el que se analiza la fuerza de rozamiento entre un cuerpo y la superficie horizontal sobre la que desliza. La novedad de este ejemplo, es que la reacción del plano no es constante sino que cambia con el ángulo que forma la fuerza aplicada con la horizontal.
Sea un bloque rectangular de masa m que está situado sobre un plano horizontal. Si aplicamos una fuerza T que hace un ángulo θ con la horizontal, ¿cuál debe ser el valor de dicha fuerza para que el bloque empiece a moverse?. Más aún, determínese el valor del ángulo θ para el cual la fuerza aplicada es mínima.
Actividades
Se introduce
- El coeficiente de rozamiento μs, en el control de edición titulado Coef. de rozamiento
- El ángulo que forma la cuerda con la horizontal, actuando en la barra de desplazamiento titulada Angulo
- La masa m del bloque que está sobre el plano horizontal se ha fijado en 1 kg.
Se pulsa el botón titulado Nuevo
Aplicamos la fuerza T colocando pesas en el extremo de la cuerda que pasa por la polea, para ello, se selecciona el tipo de pesa y se arrastra con el puntero del ratón hasta colgarla del gancho, o de la pesa previa.
Tenemos que acercarnos lo máximo posible al valor de la fuerza msN que hace que el bloque comience a deslizar con el juego de pesas disponible. En este caso, se dispone de un total de 16 pesas, cuatro de cada tipo:
- 5
- 25 g
- 100 g
- 500 g
Ejemplo:
μs=0.75
θ=30º
Procedimiento para acercarnos al valor máximo de la fuerza de rozamiento.
- Se empieza colocando una pesa de 500 g, el bloque no desliza. Se pone una segunda pesa de 500 g, el bloque desliza.
- Se pulsa el botón titulado Repetir. Se pone una pesa de 500 g. Se añade una pesa de 100 g, el bloque no desliza. Se añade otra pesa de 100 g, el bloque desliza.
- Se pulsa el botón titulado Repetir. Se pone una pesa de 500 g, y una pesa de 100 g. Se añade una pesa de 25 g, el bloque desliza.
- Se pulsa el botón titulado Repetir. Se pone una pesa de 500 g, una pesa de 100 g. Se añade una pesa de 5 g, el bloque desliza.
El valor de la tensión T de la cuerda más cercana al valor máximo msN (por exceso) es
T=(500+100+5)·10.0/1000 =6.05 N
La aceleración de la gravedad se ha tomado como g=10.0 m/s2
Se pulsa el botón titulado Guardar, para guardar este resultado "experimental" en el área de texto situado a la izquierda del applet.
Pulsando el botón titulado Gráfica
En la parte superior izquierda del applet, se dibujan las fuerzas sobre el bloque. Observamos que la fuerza N que ejerce el plano sobre el bloque no es constante e igual al peso del bloque mg sino que va cambiando a medida que se modifica la fuerza aplicada T o el ángulo θ que hace la cuerda con la horizontal.
Se cambia el ángulo que forma la cuerda con la horizontal, actuando en la barra de desplazamiento titulada Angulo, y se vuelve a repetir el procedimiento