Rozamiento en un plano inclinado
Este experimento se determina el coeficiente de rozamiento mediante el ángulo en que la velocidad
de deslizamiento en la rampa es constante.
Se comprobará que el cambio en la masa no afecta a este ángulo, pero sí afectará el cambio de las
superficies de rozamiento.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Plano inclinado (lámina metálica)- Soporte, nuez y pinza - Bloque de madera y pesas - Cinta métrica y dinamómetro |
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Comentarios a la preparación del montaje
El deslizamiento debe ser suave y lento, sin enganchones. Para ello, conviene limpiar bien la superficie metálica.
Los cambios de inclinación alrededor del ángulo de deslizamiento a velocidad constante son muy pequeños. La nuez y pinza que
sujetan la rampa deben poder moverse con facilidad en intervalos de uno o dos milímetros a lo largo del soporte.
Cuando se alcanza el ámgulo adecuado, el deslizamiento es muy lento. Mayor velocidad es peor resultado.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Determinar experimentalmente el coeficiente de rozamiento entre dos superficies.
- Comprobar cómo el aumento de la masa afecta por igual a la fuerza de rozamiento y a la componente del peso paralela a la rampa.
- Medir los cambios del coeficiente de rozamiento al cambiar la naturaleza de las superficies.
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 este experimento permite comprobar
que el coeficiente de rozamiento no depende de la masa y cambia mucho con la naturaleza de las superficies.
Es importante dedicar tiempo a examinar las fuerzas que actúan en este sistema y cómo, si la velocidad de deslizamiento es constante,
son iguales y opuestas las dos fuerzas paralelas a la superficie de deslizamiento: la fuerza de rozamiento y la componente del peso paralela a
la rampa. Esta igualdad es la que permite calcular la fuerza de rozamiento y el coeficiente de rozamiento.
El peso de bloque de madera más pesas se puede calcular a partir de la masa pero es mucho más didáctico hacerlo con el dinamómetro,
reforzando la idea del peso como fuerza.
Se puede llegar a la conclusión de que el valor del coeficiente de rozamiento es igual la tangente del ángulo de deslizamiento a velocidad constante,
pero es mejor dejarlo para el final. De lo contrario se convierte en un atajo para no trabajar con las fuerzas que intervienen en cada caso.
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 con pesas y rozamiento madera-aluminio |
 Montaje del experimento con pesas y lámina de aluminio para obtener rozamiento aluminio-aluminio |
Deslizamiento sin pesas y rozamiento aluminio-aluminio.
Velocidad de grabación real.
Deslizamiento con peso medio y rozamiento aluminio-aluminio.
Velocidad de grabación real.
Deslizamiento con peso elevado y rozamiento aluminio-aluminio.
Velocidad de grabación real.
