Laboratorio de EstáticaPráctica 6 Práctica 6 Laboratorio de Estática FACULTAD DE INGENIERÍA, UNAM COORDINACIÓN DE CIENCIAS APLICADAS DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS LABORATORIO DE MECÁNICA OBJETIVOS • Apreciar la naturaleza de las fuerzas de fricción que se presentan entre dos superficies secas en contacto. • Relacionar funcionalmente la magnitud de la fuerza de fricción estática máxima Frm con la magnitud de la fuerza normal N. • Investigar la dependencia de Frm con el área de contacto aparente. • Determinar el coeficiente de fricción estática, relacionándolo con los conceptos de ángulo de fricción estática y ángulo de reposo.. PRÁCTICA 6 FRICCIÓN ESTÁTICA EQUIPO A UTILIZAR a) Placa de acrílico b) Tablero mixto c) Rampa graduada d) Bloque de madera e) Dinamómetro de 10 N f) Conjunto de masas g) Balanza de triple brazo a) b) c) d) e) f) g) Página 1 Página 2 Repita la actividad 2 utilizando las mismas masas hasta completar la columna correspondiente al área de contacto II de la tabla No. Registre en la tabla No. Repita la actividad 1 y 2 cada vez con masas diferentes para la misma posición del bloque hasta completar la columna correspondiente ( área de contacto I ) de la tabla No. 2 Prom 2 = m bloque = _____________ [ kg ] 3. 2. Mida la masa del bloque. 3. Figura No. 4.2. Registre la magnitud de la fuerza Frm y el valor del peso Pi para esta posición del bloque ( área de contacto I ) en la tabla No. Coloque el bloque de madera de tal manera que descanse sobre una cara de área diferente ( área de contacto II ) y ponga masas de magnitud mi como se muestra en la figura No. previamente calibrado en forma horizontal como se muestra en la figura No. Coloque el bloque de madera. 2. 1.1 Evento 1 2 3 Superficies madera – acrílico madera – caucho madera – formaica Tabla No. ACTIVIDADES PARTE 2 1. e identifique el intervalo de variación de la fuerza aplicada para el cual no hay movimiento. Aplique paulatinamente fuerza de tracción hasta que se alcance el estado de movimiento inminente del bloque de madera. 1. Figura No. Página 4 . Repita la actividad 1 con otras superficies hasta completar la tabla No. sobre el tablero mixto y ponga masas de magnitud mi como se indica en la figura No. Prom 1 = 0 < Fi < Fr m [N] Tabla No. 1 2. 3 Figura No.Laboratorio de Estática Práctica 6 Práctica 6 Laboratorio de Estática ACTIVIDADES PARTE 1 1. 2 Página 3 5.1.1 dicho valor como evento No. Evento Pi + Wbloque 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Área de contacto I [N] Fr m [ N ] Área de contacto II Fr m [ N ] el dinamómetro. 2. con el dinamómetro acoplado. Coloque el bloque de madera sobre la superficie de acrílico y aplique una fuerza de tracción con 2. CUESTIONARIO 1.. Interprete los parámetros.. 2 de la parte 2 e identifique los efectos que dichos resultados tienen sobre las áreas distintas involucradas y genere sus conclusiones. 4 y elévese ésta paulatinamente hasta que se alcance la posición angular de movimiento inminente. 3 2... Con relación a la actividad 1 de la parte 3 dibuje los diagramas de cuerpo libre del bloque colocado sobre la rampa. Analice los resultados obtenidos en la tabla No.. ( II ) m = n ⎝ i =1 2 n ⎛ ⎛ n ⎞ 2⎞ ⎜ ∑ xi ⎟ − ⎜ ∑ x i ⎟ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠ 5..Laboratorio de Estática Práctica 6 Práctica 6 Laboratorio de Estática ACTIVIDADES PARTE 3 1. tanto para la posición horizontal como inclinada.. ( I ) b = ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 2 n n ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ n ⎜ ∑ xi2 ⎟ − ⎜ ∑ xi ⎟ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠ ] ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ ⎜ ∑ x i y i ⎟ − ⎜ ∑ xi ⎟ ⎜ ∑ y i ⎟ ⎠ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠ .2 de la parte 2 elabore una grafica (para cada área de contacto) que muestre a la magnitud de la fuerza de fricción máxima Fr m en función de la magnitud de la fuerza normal N... Obtenga los valores del coeficiente de fricción estática ( µe ). explique detalladamente por que el bloque sujeto a tracción no se mueve en los primeros intervalos de aplicación de la fuerza de los eventos experimentados en la parte 1.. Elabore conclusiones y comentarios.. Compare dicho valor con el obtenido experimentalmente θprom. 8. 7... Con los datos consignados en la tabla No.. estime una relación funcional para cada caso. 4. Coloque el bloque de madera sobre una de las guías de la rampa graduada como se muestra en la figura No. 3... determine el ángulo θr que forma la fuerza reactiva total con la fuerza reactiva normal. .. registre el ángulo de inclinación de la rampa en la tabla No... 4 Evento θi [ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 θprom = o ⎛ n 2⎞ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎜ ∑ x i ⎟ ⎜ ∑ y i ⎟ − ⎜ ∑ x ⎟ ⎜ ∑ xi y i ⎟ ⎠ .. Página 5 Página 6 Tabla No. Para la situación de movimiento inminente.... ecuaciones (I) y (II). 6. Explique detalladamente el concepto de fricción. Repita la actividad 1 hasta completar la tabla No.. De las relaciones funcionales obtenidas en el numeral anterior. Explique sus resultados. analice la posibilidad de reducirlas a una relación de proporcionalidad Fr m = µe N. 9.. Figura No. 2. 3. Mediante el empleo del diagrama de cuerpo libre y de los principios pertinentes de la mecánica. A partir de las gráficas obtenidas y empleando el método de mínimos cuadrados. 3.. que explique a la magnitud de la fuerza de fricción máxima Fr m en términos de la magnitud de la fuerza normal N.... Estática” McGraw-Hill de México. “Mecánica Vectorial para Ingenieros . Estática” CECSA México. México.1993. “Estática.Estática” CECSA México. “Mecánica para Ingenieros. ORDOÑEZ R.1992 Página 7 .. Mecánica para Ingeniería “ Addison Wesley México. E. Luis et al.1996. HIBBELER. Russell C. Ferdinand P y JOHNSTON. Wallace L.Laboratorio de Estática Práctica 6 BIBLIOGRAFÍA BEDFORD.1987 BEER. Rusell “Mecánica Vectorial para Ingenieros . Anthony y FOWLER.