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 analizamos detalladamente un problema muy común en un curso de Física cuya solución no se suele presentar de forma completa.
Un bloque de masa m1 se sitúa sobre un plano inclinado de ángulo θ. El bloque está conectado a otro bloque de masa m2 que cuelga de su otro extremo mediante una cuerda inextensible que pasa por una polea ideal (de rozamiento y momento de inercia despreciables). Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el bloque de masa m1 y el plano inclinado es μ, estudiar el movimiento del sistema.
Por razón de simplicidad, supondremos que los coeficientes de rozamiento estático y cinético tienen el mismo valor μ.
Descripción
Tenemos analizar dos posibles situaciones
- Cuando el bloque de masa m1 está en movimiento
- Cuando el bloque de masa m1 está en reposo sobre el plano inclinado
Para dibujar de forma correcta el sentido de la fuerza de rozamiento, se ha de tener en cuenta que:
- Cuando el bloque desliza, la fuerza de rozamiento es siempre de sentido contrario al vector velocidad.
- Si el bloque de masa m1 está en reposo, la fuerza de rozamiento es de sentido contrario a la resultante de las otras fuerzas que actúan sobre el bloque.
1. El bloque de masa m1 desliza sobre el plano inclinado
- Movimiento del bloque a lo largo del plano, hacia arriba
- Movimiento del bloque a lo largo del plano, hacia abajo
-
El bloque de masa m1 está en reposo sobre el plano inclinado
En este caso la tensión de la cuerda es igual al peso T=m2g
La fuerza de rozamiento se opone a la resultante de las otras dos fuerzas opuestas:
- la tensión de la cuerda m2g
- la componente del peso m1gsenθ
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La componente del peso es menor que la tensión de la cuerda, la fuerza de rozamiento se opone a que el cuerpo se mueva a lo largo del plano inclinado hacia arriba. |
Si m2g> m1gsenθ entonces m2g- m1gsenθ-Fr=0 (1)
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La componente del peso es mayor que la tensión de la cuerda, la fuerza de rozamiento se opone a que el cuerpo se mueva hacia abajo. |
Actividades
Se introduce
- La masa m2 del bloque, en el control de edición titulado Masa bloque
- El coeficiente de rozamiento μ, en el control de edición titulado Coef. rozamiento
- La masa m1 del bloque que está sobre el plano inclinado se ha fijado en 1 kg.
Se pulsa el botón titulado Nuevo
Cada vez que se cambia
- El ángulo θ del plano inclinado, se introduce un valor en el control de edición titulado Ángulo y se pulsa Enter o Retorno, o se actúa sobre la barra de desplazamiento.
Se pulsa el botón titulado Empieza
En la parte izquierda del applet, observamos la representación gráfica de la aceleración del bloque en función del ángulo de inclinación del plano inclinado θ.
Un punto de color rojo sobre la curva azul, indica el valor del ángulo θ y de la aceleración a para la “experiencia” actual.
En la parte superior derecha, se representan las fuerzas que actúan sobre el bloque situado sobre el plano inclinado. Lo más importante es observar el sentido de la fuerza de rozamiento (flecha de color rojo) en los distintos casos que se han estudiado en el apartado Ejemplos.