Tema 5. El rozamiento

Ideas previas

1. Explica por que las ruedas de un carro patinan cuando se encuentran en una barrizal

2. Sobre el suelo de una camión hay varios objetos .si el camión acelera:

a. Que fuerza actua sobre los objetos para que aceleren?b. Si la aceleración del camión es demasiado grande , los objetos se

deslizan ¿Por qué?3. El rozamiento de dos superficies puede reducirse en un principio

puliéndolas pero el pulido continua hasta conseguir superficies perfectamente lisas planas , el rozamiento crese de nuevo . explica físicamente este hecho :

Si le aplicamos una fuerza extrema en dirección horizontal a un cuerpo que se encuentra sobre una mesa ,observamos que le cuerpo niose mueve almenos que apliquemos una fuerza lo sufriente grande . si el cuerpo permanece aun en reposo podemos asegurar que la mesa además delo normal esta ejerciendo otra fuerza rozamiento sobre el bloque en sentido contrario ala fuerza extrema , y amedida que la fuerza extrema aumenta , la fuerza de rozamiento también aumentara .

El máximo valor de la fuerza de rozamiento estaticos es roporcional al valor de lo normal

Donde el coeficiente de rozamiento estático si la fuerza extrema ha sido lo suficientemente grande para vencer el rozamiento estático , entoses el bloque se pone en un movimiento y comienza actuar una fuerza de rozamiento científico para nuestros problemas practicos supondremos que esta fuerza de rozamiento científico permanece constante para pequeñas velocidades .

Donde el coefisiente resulta que : D Depende dela fuerza de la superficies pero es independiente del

area de contacto

Depende de las velocidades relativas de las superfisies de contacto pero permanece constante para velocidades comprendidas entre 0,01m/s y 20m/s aproximadamente.

Sicolocamos un bloque sobre una superficie plana y la inclinamoshasta que el bloque comience ha deslisarse. Mide el amgulo cristico > . El bloque se deslisa por la superficie. Las fuerzas que actúan sobre el bloque son:normal,peso yfuerza de rozamiento.

Para = , como el bloque permanece en reposo de acuerdo con la primera ley de newton, la suma de esas fuerzas es cero.

Las componentes del peso mg cos y mg sen en las direcciones normal y paralela al plano inclinado, respectivamente

(Formulas)

De la ecuación (2) se despeja n y este valor se remplaza en la ecuación (1)

(formulas)

La solución del problema donde actúa la fuerza de rozamiento sigue el mismo procedimiento de los planteados en el apartado anterior. Con la única diferencia que actúa la fuerza adicional dirigida al sentido contrario al movimiento del cuerpo y cuya magnitud es [símbolo]

Actividades

1 ¿cómo pueden una moneda y una pluma caer a la misma aceleración en un tubo de vacio?

Y, ¿por que una moneda y una pluma caen con distinta aceleración en presencia al aire?

2 ¿cuál es la magnitud de la resistencia del aire que se ejerce sobre un saco de clavos de 100N que cae con rapidez terminal?

3 ¿como son la resistencia al aire y el peso de un objeto que cae, uno respecto al otro, cuando se ha alcanzado la rapidez terminal?

4 En igualdad de condiciones

Porque la rapidez terminal du un paracaidistas pesado es mayor a de uno ligero

c. ¿Qué puede hacerse para que las rapideces terminales sean iguales?

5 ¿cuánto vale la fuerza total que actúa sobre un objeto de 25 N en caída libre?

¿Cuánto vale la fuerza total cuando el objeto encuentra una resistencia del aire de 15 N?

¿Y cuando alcanza una rapidez que la resistencia del aire es de 25 n?

6 ¿por que la fuerza del rozamiento que interviene al rodar un cuerpo sobre otro es menor la correspondiente a un movimiento por deslizamiento?

7 cita varios ejemplos en que la fuerza de rozamiento es útil

8 coloca el bloque sobre una superficie plana e inclinada hasta que el bloque comience a deslizarse. Mide el Angulo critico para el cual sea su deslizamiento

9 un bloque de 10 kg se desliza sobre un plano inclinado que forma un Angulo de 42* con la horizontal .Calcula la aceleración del bloque si el coeficiente de razonamiento cinético entre el bloque y la superficie es 0.2

10 el bloque de masa de 25 kg se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal. el coeficiente razonamiento estático entre el bloque y la superficie es 0.3 y el coeficiente de razonamiento cinético es 0.25 e bloque es sometido a una fuerza horizontal variable inicial mente nula y aumenta con el tiempo a razón de 2N/s

a. ¿que tiempo después de comenzar a actuar la fuerza, se pondrá el bloque en movimiento?

b. ¿Cuál será la aceleración de los 8 seg de comenzar a moverse el bosque?

11 un bloque de 20 kg es arrastrado hacia arriba por un plano inclinado que forma el Angulo de 38* con horizontal y la fuerza aplicada de 200 N. Calcula Desprecie la fricción)

a. La aceleración del bloque.

b. La velocidad del bloque después de haber recorrido 10 m si parte del reposo

c. La fuerza normal ejercida por el plano

13. coloca un bloque en reposo sobre un plano inclinado que forme un Angulo de 30+ con horizontal, aumenta el Angulo y calcula:a. El Angulo mínimo para el cual el bloque se comienza a deslizarb. Para este Angulo la aceleración que experimenta el cuerpo una vez

comienza a deslizarse.

14 .dos bloques cuyas masas son M1= 20 kg y m2 = 40 Kg están ligados por una cuerda y se deslizan por un plano inclinado que forma un Angulo de 30* con horizontal. Si el coeficiente de rozamiento para m1 es 0.16 y para m2 es 0 calcula la aceleración de los bloques tención cuerda.

15 un disco de hockey de masa 0,15 kg resbala sobre el hielo con una velocidad inicial de 6m/s a lo largo de 15,2 m y se detiene calcula

a. La fuerza de rozamiento entre el disco y el hilo b. El coeficiente del rozamiento