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Fuerza de rozamiento en un movimiento rectilíneo uniforme


Este experimento estudia las variables de las que depende la fuerza de rozamiento que actúa sobre una masa arrastrada a velocidad constante por una superficie horizontal.
Para ello un motor eléctrico tira a velocidad constante de un dinamómetro sujeto a la masa arrastrada, sobre el que se puede leer directamente la fuerza ejercida por el hilo de arrastre.



Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Motor eléctrico con cono para diferentes velocidades y correa de transmisión
- Tambor giratorio con hilo que arrastra un objeto
- Bloque de madera y pesas
- Dinamómetro y cinta adhesiva
- Láminas de diferentes materiales

.



Cualquier motor eléctrico sirve para arrastrar la masa, aunque es interesante que se puede regular la velocidad.
El bloque de madera se puede sustituir por cualquier otro objeto, aunque interesa que tenga una superficie lisa en la parte inferior.
Como láminas de diferentes materiales sirvan láminas de plástico o de metal y papel de lija.

Comentarios a la preparación del montaje

Si se hace un montaje como el descrito con cono de transmisión hay que cuidar que la correa de transmisión esté bien alineada con el tambor para que no salte de ranura, ya que esto cambia la velocidad.
Igualmente, el hilo de arrastre debe llegar horizontal al tambor cilíndrico para que no se salga de éste al enrollarse. Cuando esto ocurre, es más fácil soltar el tambor completo y volverlo a enrollar que intentar reconducirlo.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:

- Estudiar experimentalmente el rozamiento entre dos superficies.
- Determinar las variables que influyen en la fuerza de rozamiento.
- Medir un coeficiente de rozamiento.

Cuando se pregunta a los alumnos por los factores que influyen en el rozamiento aparecen siempre la velocidad y la superficie, además de la naturaleza de las superficies que rozan y el peso. Investigar la superficie no es fácil, pero en este experimento se puede comprobar con facilidad que el aumento de velocidad no incrementa la fuerza de rozamiento. Hay que dejar tiempo suficiente para comprobarlo.
Si se mide la fuerza de rozamiento poniendo una hoja de lija entre el bloque y la superficie suela salir una fuerza reducida, especialmente si la mesa es de material plástico tipo formica o de metal sin pintar. En cambio, sobre mesas de madera o pintadas, los granos de la lija se clavan y la fuerza de rozamiento sale elevada. Esta circunstancia permite explicar el papel del aspalto en el rozamientop con la goma de los automóviles.
También es interesante hacer pruebas con superficies mojadas o engrasadas y aplicarlas a la seguridad vial.



Montaje del experimento

Bloque con dinamómetro

Detalle de cono de velocidades, transmisión tambor e hilo tractor
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