LEYES DE NEWTON


Se realiza el reconocimiento de los materiales utilizados para la practica de las leyes de Newton. Se deja deslizar un bloque de madera a una altura determinada para de esta manera calcular el coeficiente de fricción y luego sobre una rampa se tiene una masa sobre el eje x y otra colgando de tal manera que la que esta colgando haga deslizar una cierta distancia a la masa del eje x.


INTRODUCCION
Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales formuladas en términos matematicos y que implican conceptos que es necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m

Con esta practica se pretende explorar la interacción entre dos objetos a través de una fuerza de tensión para determinar experimentalmente los coeficientes de fricción estatico y dinamico.


MARCO TEORICO
La fricción es una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas fuerzas de fricción estan limitadas en magnitud y no impediran el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes.
La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contactoes proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir

Donde μ es lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que estan en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estatica. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se movera. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estatica que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con laque empujamos, llegara un momento en que superemos esta fuerza de rozamiento y sera entonces cuando el armario se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinamica. Esta fuerza de rozamiento dinamica es menor que la fuerza de rozamiento estatica.
El tipo de fricción que actúa cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie es la fuerza de fricción dinamica o cinética . La magnitud de esta fuerza suele aumentar con la normal; es por ello que se necesita mas fuerza para deslizar una caja llena de libros que la misma caja vacía. En muchos casos, la magnitud de de la fuerza de fricción cinética es experimental es aproximadamente proporcional a la magnitud n de la fuerza normal. En estos casos se la fuerzas de fricción dinamica se expresa como donde es una constante llamada coeficiente de fricción cinética. Cuanto mas resbalosa o lisa sea una superficie, menor es el coeficiente. Al ser un cociente de dos magnitudes físicas de fuerza, el es un número, sin unidades.
Al deslizarse una caja sobre el piso, se forman y rompen enlaces(intermoleculares) entre las dos superficies, y el número total de enlaces varía; por ello la fuerza de fricción cinética no es perfectamente constante.
La fuerza de fricción también puede actuar cuando no hay movimiento relativo. Si tratamos de deslizar una caja de libros, tal vez no se mueva, por que el piso ejerce una fuerza de fricción igual y opuesta sobre la caja. Ésta se llama fuerza de fricción estatica .
Los experimentos que se han realizado hasta la fecha, han revelado que la fuerza de fricción estatica maxima es aproximadamente proporcional a N, se llama coeficiente de fricción estatica al factor de proporcionalidad .
La fuerza de fricción estatica puede tener cualquier valor o magnitud entre cero y uno, esta relación se define de la siguiente manera:

Para demostrar que se plantea:
Si sobre una la línea horizontal r, se tiene un plano inclinado un angulo y sobre este plano inclinado se coloca un cuerpo con rozamiento, se tendran tres fuerzas que intervienen:
W: el peso del cuerpo vertical hacia abajo según la recta u, y con un valor igual a su masa por la aceleración de la gravedad: w = mg.
N: la fuerza normal que hace el plano sobre el cuerpo, perpendicular al plano inclinado, según la recta t
Fr: la fuerza de rozamiento entre el plano y el cuerpo, paralela al plano inclinado y que se opone a su deslizamiento.
Si el peso w del cuerpo se descompone en dos componentes: wn, peso normal, perpendicular al plano, que es la componente del peso que el plano inclinado soporta y wt, peso tangencial, que es la componente del peso tangencial al planoinclinado y que tiende a desplazar el cuerpo descendentemente por el plano inclinado. Se puede ver que el wn se opone a la normal, N, y el peso tangencial wt a la fuerza de rozamiento Fr.Se puede decir que el wn es la fuerza que el cuerpo ejerce sobre el plano inclinado y la normal, N, es la fuerza que el plano inclinado hace sobre el cuerpo impidiendo que se hunda, wn = N para que este en equilibrio. El peso tangencial wt es la fuerza que hace que el cuerpo tienda a deslizarse por el plano y Fr es la fuerza de rozamiento que impide que el cuerpo se deslice, para que este en equilibrio wt = Fr


Cuando el cuerpo esta en equilibrio estas dos ecuaciones determinan la igualdad de fuerzas, también es necesario saber que:


La descomposición del peso es:


Con lo que se determinan las condiciones del equilibrio de un cuerpo en un plano inclinado con el que tiene fricción. Es de destacar la siguiente relación:


Haciendo la sustitución de N:



Finalmente da como resultado:



Para determinar a que es igual es coeficiente de friccion estatico se debe:

Se plantean las ecuaciones de Newton para el sistema:



Si se desprecia la masa de la polea que es pequeña en comparación con m1 y m2 se tiene que:



Trabajando matematicamente con las ecuaciones, se llega a la siguiente expresión:


Multiplicando por (-1) a ambos extremos se tiene:


Y finalmente despejando :


MATERIALES:

Rampa.
Bloque de madera.
Objetos de distintas masas.
Cronometro.

DEFINICIONES
Rampa: es un plano inclinado cuya utilidad se centra endos aspectos: reducir el esfuerzo necesario para elevar un peso y dirigir el descenso de objetos o líquidos.

Cronómetro: Cronometro: un cronometro es un reloj de precisión que se emplea para medir fracciones de tiempo muy pequeñas para tener un registro de fracciones
Masas: es una propiedad característica de un cuerpo, que esta relacionada con el número y clase de las partículas que lo forman. 
DESCRIPCION
Parte 1:


1. Se monto la rampa procurando que quedara lo mas firme posible para que los objetos no se deslizaran facilmente para poder calcular el coeficiente de fricción estatica.
2. A partir de los datos obtenidos en x y y se calcula el coeficiente de fricción estatico con .

Parte 2:

1. Se monto la rampa de forma que la masa m2 arrastrara la masa m1 y lo hiciera recorrer una pequeña distancia en x
2. Se midió el tiempo en que m1 recorre la distancia en x
3. Se calculo la aceleración con la formula


CONCLUSIONES
En a parte uno el angulo de rozamiento varia de acuerdo al tipo de superficie a deslizar.
La fuerza de friccion es la que no permite que haya deslizamiento de un cuerpo respecto a otro o en la superficie que este en contacto y siempre es igual pero en sentido contrario a la fuerza que se le esté aplicando al objeto.

A pesar de que en todas los calculos se produjeron porcentajes de error considerables los resultados obtenidos en la practica estan muy asociados con la realidad teorica.

Despues de calcular el coeficiente de friccion estatico mediante varios procesos, se ha comprobado que la fuerza de rozamiento es menor cuando la superficie de los cuerpos resbalan mejor, en este caso la superficie lisa y la de madera resbalan mejor que la rugosa y el terciopelo por lo tanto las dos superficies mencionadas primero tendran menor coeficiente de rozamiento.

Tambien se puede decir que mientras mayor sea la fuerza de rozamiento mayor sera la fuerza a aplicar para que se logre mover el objeto.

BIBLIOGRAFIA

FREEDMAN, Roger; YOUNG, Hungh. Física universitaria, volumen 1.México 200
SERWAY, R. y JEWETT JR. J. Física para Ciencias e Ingeniería Volumen 1 (2005) Editorial Thomson. 6ª Edición.
FRICCIÓN; Wikipedia enciclopedia libre; https://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n