Labfis1 - Secc E Inf4 Rojas PDF

UNI-FIM
“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
INFORME DE LABORATORIO Nº 04
“DINÁMICA Y ROZAMIENTO”
Integrantes :
➢ Ramos Flores Mirely Soraida 20200097B
➢ Rojas Chavarria Michelle Jade 20202028H
➢ Silva Rivera Angie Brillithe 20200150K
➢ Padilla Centurion Oscar Gianpier 20200198C
➢ Aleman Ramirez Harold Aleman 20190229 I
Curso : Física I - Práctica
Profesor : Llosa Demartini Melchor Nicolas
Sección : ´´E´´
Año : 2020 - I
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UNI-FIM
PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 04
DINÁMICA Y ROZAMIENTO.
1. OBJETIVO
1)Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es
inversamente proporcional a su masa.
2)Calcular el coeficiente de fricción estático y cinético para deslizamiento en superficies
arbitrarias.
2. MATERIALES
- Computadora con programa Capstone
- Datos en archivo txt.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. Dinámica.
Se denomina dinámica a la parte de la Física que estudia conjuntamente el

movimiento y las fuerzas que lo originan. En su sentido más amplio, la dinámica
abarca casi toda la mecánica.
Sabemos por experiencia que un objeto en reposo jamás comenzará a moverse

por sí mismo, sino que será necesario que otro cuerpo ejerza sobre él una tracción
o un empuje; es también familiar el hecho que para retardar el movimiento de un
cuerpo o para detenerlo es necesaria una fuerza y que cuando la trayectoria es
rectilínea, es preciso que esta fuerza sea lateral para desviarla. Todos los
procesos anteriores (aceleración, retardo o cambio de dirección) implican un
cambio de valor o en la dirección de la velocidad del cuerpo, en otras palabras, en
todos los casos el cuerpo es acelerado y ha de actuar una fuerza exterior para
producir esta aceleración. Considerando esto se realizaron diversos experimentos
a lo largo del tiempo cuyos resultados fueron:
•La dirección de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta; esto es

cierto, bien se encuentre el cuerpo inicialmente en reposo o bien moviéndose en
cualquier dirección y con cualquier velocidad.
•Para un cuerpo dado, la razón del valor de la fuerza al de la aceleración es

siempre la misma, es decir, es constante.
F / a = constante (para un cuerpo dado) (1)
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A esta razón constante de la fuerza a la aceleración puede considerarse como

una propiedad del cuerpo denominada masa y denotada con la letra (m), donde:
F
m= a (2)
La masa de un cuerpo es la magnitud escalar, numéricamente igual a la fuerza
necesaria para comunicarle la unidad de aceleración.
En conclusión diremos que la segunda Ley de Newton, expresada por la ecuación

(2), es la más importante en cuanto nos permite establecer una relación numérica
entre las magnitudes fuerza y aceleración, se podría enunciar como:
“La aceleración que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza neta

externa que se le aplica, pero inversamente proporcional a su masa”.
F
a= m (3)
Donde: a, es la aceleración
F, es la fuerza neta externa,
m, masa del cuerpo.
La consecuencia de (3) es que el resultado que produce una fuerza o una

combinación de ellas sobre un cuerpo es que se acelera en la misma dirección y
sentido que la fuerza resultante (suma de fuerzas) o la fuerza neta.
3.2. Rozamiento
Cuando se deslizan dos superficies en contacto, aparece una fuerza que se

opone al movimiento, esto podemos verificarlo con nuestras experiencias diarias,
por ejemplo si empujamos un libro a lo largo de una mesa, dándole cierta
velocidad. Después de soltarlo, disminuye su velocidad hasta que se detiene.
Físicamente la explicación a lo experimentado en nuestro ejemplo, es que

aparece una fuerza opuesta al movimiento, a la cual se denomina fuerza de
fricción (por deslizamiento), y se debe a la interacción entre las moléculas de los
dos cuerpos.
La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende de muchos factores

tales como la condición y naturaleza de las superficies, la velocidad relativa, etc.
Se verifica experimentalmente que la fuerza de fricción fr tiene una magnitud
proporcional a la fuerza normal N de presión de un cuerpo sobre otro.
La constante de proporcionalidad es llamada coeficiente de fricción y lo

designamos con la letra griega 𝛍
.
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Rozamiento Estático.
En este caso existe tendencia al deslizamiento, la fuerza de fricción se denomina
estática (fs), se opone al inicio del deslizamiento y su valor está comprendido entre
cero y la fricción estática máxima, la cual la adquiere cuando el deslizamiento es
inminente siendo el valor de ésta directamente proporcional a la fuerza de reacción
normal.
Rozamiento Cinético.
En este caso existe deslizamiento relativo entre las superficies ásperas en

contacto, la fuerza de fricción se denomina cinética (fk), se opone al deslizamiento
de una superficie sobre la otra y su valor es constante, siempre y cuando, la
velocidad no sea muy elevada siendo el valor de esta fricción directamente
proporcional a la fuerza de reacción normal.
Observaciones
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➢ La fuerza de fricción (f) es independiente del área de contacto de las superficies

ásperas.
➢ Experimentalmente se verifica que para dos superficies ásperas en contacto se
cumple que:
4.PROCEDIMIENTO
4.1.Masa del móvil variable
Ingrese al programa Pasco Capstone, previamente descargamos los datos

dinámica.txt, dinámica 50.txt y dinámica 100.txt de la plataforma. Seguidamente
entramos a Pasco Capstone y seleccionamos la opción TABLA Y GRÁFICO,
ahora importamos los datos y obtenemos con ayuda de las gráficas y ajustes
respectivos la aceleración del sistema.
Por ejemplo con la pendiente de la gráfica velocidad vs tiempo podemos obtener

la aceleración del sistema. Los datos han sido realizados con el montaje de la
figura 1.
Para los datos de dinámica.txt usamos la masa suspendida del hilo con un valor
de 20 gr y el valor de la masa del móvil.
Para los datos de dinámica 20.txt usamos la masa suspendida del hilo con un
valor de 20 gr y el valor de la masa del móvil con una masa adicional de 20 g.
Para los datos de dinámica 40.txt usamos la masa suspendida del hilo con un
valor de 20 gr y el valor de la masa del móvil con una masa adicional de 40 g.
La masa del móvil es de 100 gr.
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4.1.1. Según el modelo, si agrega sucesivamente masas al móvil ¿Cómo afecta a la

aceleración del sistema? ¿Qué tipo de proporcionalidad existe entre la masa y la
aceleración? Justifique con ayuda de los datos medidos.
Caso I
Caso II
Caso III
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A medida que se agrega peso en el móvil la aceleración del sistema disminuye,

ya que la aceleración actúa de manera inversamente proporcional a la masa. La
razón de este fenómeno es que al aumentar la masa en el móvil también lo hace
la fricción.
4.1.2. Según los datos medidos ¿Cuál es la diferencia entre la aceleración teórica
y la aceleración experimental? Exprese para cada caso en términos del error
porcentual.
La aceleración teórica es mayor a la experimental , porque en la teórica

consideramos un sistema ideal sin que los factores externos afecten el
experimento
Caso I:
Aceleración teórica = 0.704 ± 0.070
% error = 9.91 %
Caso II:
Aceleración teórica =0.642 ± 0.030
% error = 13.84 %
Caso III
Aceleración teórica =0.753 ± 0.11
% error = 34.457 %
4.1.3. Con los datos del montaje, realice un DCL para cada caso suponiendo la presencia
de una fuerza de fricción. ¿Es ésta relevante?
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En este caso sí , ya que la masa es pequeña
4.1.4. ¿De qué depende la fuerza de fricción? ¿Cuál es la evidencia de que la fuerza de
fricción es importante de considerarse? Justifique con los datos del montaje.
La fuerza de fricción depende de la masa y esta es importante de considerarla ya

que representa un porcentaje relevante en relación a la tensión además porque la
gráfica de la aceleración no es una recta exacta sino que tiene variaciones y la
única fuerza capaz de generar esas variaciones es la fricción.
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mediante la determinación del ángulo crítico.

4.2.Determinación del 𝛍
Hacemos el montaje de la figura 2, ponemos el bloque sobre el plano inclinado y

lentamente aumentamos la inclinación. Tomamos nota del ángulo de inclinación
instantes antes de que el bloque empiece a moverse.
Repetimos el proceso hasta completar 5 mediciones y anote los valores en la

tabla 3. La masa del móvil es 100 gr.
CONSIDERAMOS g: 9.81 m/s2
TABLA 3
1 2 3 4 5 Promedio
total
Ángulo de 32° 31° 32° 33° 32° 32°

inclinación
Fuerza de 0.5198 N 0.5053 N 0.5158 N 0.5343 N 0.5158 N 0.5174 N

rozamiento
(N)
𝝻s 0.6248 0.6008 0.6248 0.6494 0.6248 0.62492
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4.2.1. Haga el D.C.L. para el montaje. ¿Cuál es el valor teórico de la aceleración? ¿Por
qué?
N = m . g cosθ
f r = m. g. senθ
★ El valor de la aceleración teórica es cero . porque al ser teórica no se

considera ningún error experimental y el experimento me dice que está a
punto de moverse
4.2.2. ¿Existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posibles causas
❏ El ángulo de inclinación no está medido perfectamente , tiene un margen de

error
❏ Fallo del sensor , ya sea por falta de mantenimiento o antigüedad
❏ Mala calibración del sensor
❏ La persona encargado pudo haber apuntado otros datos
4.2.3. Si varía las caras del bloque en contacto ¿Varía el coeficiente de fricción? Explique
(De ser necesario compruébelo experimentalmente, use elementos de su hogar).
La fuerza de fricción es independiente del área de contacto, pero tiene algunas

excepciones,y esto es cuando el área de contacto es demasiado pequeña
Algunos experimentos en casa que lo verifican:
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➔ Poner un libro en vertical y luego ➔ Poner un rollo de papel en

en horizontal, tienen la misma horizontal y luego en vertical tiene
fuerza de fricción la misma fuerza de fricción
➔ Excepción:Cuando la superficie es demasiado pequeña, por ejemplo una

jeringa, en estas posiciones presentan diferentes fuerzas de fricción
4.2.4. ¿Puedes pensar algunas situaciones en donde la existencia del rozamiento es

beneficiosa e incluso necesaria?
● Un fósforo cuando lo friccionas con la caja para poder encenderlo

● Las ruedas del automóvil con la pista o pavimento , para generar mayor
control del vehículo
● El roce de un avión y el aire cuando está volando
● La suela del zapato y el piso, incrementando la fricción para evitar resbalar
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5.OBSERVACIONES
● Al relacionar la fuerza resultante con la aceleración instantánea en cada punto, se

obtiene una constante aproximadamente igual a la masa, esto es correcto según la
teoría, pues indica que entre las cantidades ya mencionadas existe una relación
directamente proporcional, de acuerdo a la segunda ley de Newton. Los errores que
ocasionaron el alejamiento de lo esperado posiblemente se hallen en la parte
experimental o en los cálculos
● En cuanto al segundo experimento, se observa que mientras mayor sea la medida
del ángulo de inclinación , mayor será la magnitud de la fuerza de rozamiento
● Las fuentes de error más comunes se deben a la fricción de la polea con el eje y la
fricción del carro con el riel, pues aun cuando el carro es de baja fricción influye en el
momento del experimento. Otro factor importante que cabe resaltar es que en el
ambiente que realizamos el experimento, hay aire que es un factor que actúa como
fricción o rozamiento con las masas, lo que ocasiona que el movimiento de éstas
también se vea afectado.
6.CONCLUSIONES
Mediante el presente informe de laboratorio se llegó a verificar que la aceleración de un

cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamente proporcional a su
masa; así como a calcular el coeficiente de fricción estático y cinético para deslizamiento en
superficies arbitrarias.
En primer lugar, con ayuda de un sistema donde podíamos modificar la masa de un móvil,
al que se le aplicaba una fuerza constante, y mediante el análisis gráfico en el programa
Capson de los datos obtenidos, se pudo determinar que la aceleración del móvil era
inversamente proporcional a su masa.
Mientras que en el segundo experimento se pudo calcular el coeficiente de fricción mediante
la determinación del ángulo crítico.
7..BIBLIOGRAFÍA
- Llosa M. “Experimentos de Física con sensores” Libro en prensa

- R. Serway J. Jewett. Física. Tomo I. Séptima edición. Cengage Learning. México.
2009.
- P. Tipler G. Mosca. Física. Tomo I. Quinta edición. Editorial Reverte. España. 2008.
- P Hewitt. Física conceptual. Cuarta edición 2006. Editorial Addison Wesley. México.
2008.
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FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Curso : ​Física I - Práctica

Profesor : ​ Llosa Demartini Melchor Nicolas

Se denomina dinámica a la parte de la Física que estudia conjuntamente el

Sabemos por experiencia que un objeto en reposo jamás comenzará a moverse

•La dirección de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta; esto es

•Para un cuerpo dado, la razón del valor de la fuerza al de la aceleración es

F / a = constante (para un cuerpo dado) (1)

A esta razón constante de la fuerza a la aceleración puede considerarse como

En conclusión diremos que la segunda Ley de Newton, expresada por la ecuación

“La aceleración que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza neta

La consecuencia de (3) es que el resultado que produce una fuerza o una

Cuando se deslizan dos superficies en contacto, aparece una fuerza que se

Físicamente la explicación a lo experimentado en nuestro ejemplo, es que

La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende de muchos factores

La constante de proporcionalidad es llamada coeficiente de fricción y lo

En este caso existe deslizamiento relativo entre las superficies ásperas en

➢ La fuerza de fricción (​f​) es independiente del área de contacto de las superficies

4.1.​Masa del móvil variable

Ingrese al programa Pasco Capstone, previamente descargamos los datos

Por ejemplo con la pendiente de la gráfica velocidad vs tiempo podemos obtener

La masa del móvil es de 100 gr.

4.1.1. Según el modelo, si agrega sucesivamente masas al móvil ¿Cómo afecta a la

A medida que se agrega peso en el móvil la aceleración del sistema disminuye,

La aceleración teórica es mayor a la experimental , porque en la teórica

En este caso sí , ya que la masa es pequeña

La fuerza de fricción depende de la masa y esta es importante de considerarla ya

​ ​ mediante la determinación del ángulo crítico.

Hacemos el montaje de la figura 2, ponemos el bloque sobre el plano inclinado y

Repetimos el proceso hasta completar 5 mediciones y anote los valores en la

CONSIDERAMOS g: 9.81 m/s​2

Ángulo de 32​° 31​° 32​° 33​° 32​° 32​°

Fuerza de 0.5198 N 0.5053 N 0.5158 N 0.5343 N 0.5158 N 0.5174 N

𝝻​s 0.6248 0.6008 0.6248 0.6494 0.6248 0.62492

★ El valor de la aceleración teórica es cero . porque al ser teórica no se

❏ El ángulo de inclinación no está medido perfectamente , tiene un margen de

La fuerza de fricción es independiente del área de contacto, pero tiene algunas

Algunos experimentos en casa que lo verifican:

➔ Poner un libro en vertical y luego ➔ Poner un rollo de papel en

➔ Excepción​:Cuando la superficie es demasiado pequeña, por ejemplo una

4.2.4. ¿Puedes pensar algunas situaciones en donde la existencia del rozamiento es

● Un fósforo cuando lo friccionas con la caja para poder encenderlo

● Al relacionar la fuerza resultante con la aceleración instantánea en cada punto, se

Mediante el presente informe de laboratorio se llegó a verificar que la aceleración de un

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Ángulo de 32° 31° 32° 33° 32° 32°

𝝻s 0.6248 0.6008 0.6248 0.6494 0.6248 0.62492

➔ Excepción:Cuando la superficie es demasiado pequeña, por ejemplo una