El efecto de la fricción en la aceleración de objetos: Laboratorio de física

Fricción

Cuando frotas tu mano sobre la mesa del comedor, la superficie puede parecer súper lisa. Pero realmente no lo es. Si lo miras a través de un microscopio, verás un paisaje de picos y valles. Y cuando unes dos superficies, los picos y valles de los dos objetos a menudo caen entre sí, creando agarre … o fricción. La fricción es la resistencia que encuentra una superficie cuando se mueve junto a otra debido a las imperfecciones en esas superficies. La fricción es una fuerza : un empujón o un tirón.

La fricción reduce el movimiento de los objetos. Los coches tienen que lidiar con la fricción de rodadura. Los esquiadores tienen que lidiar con la fricción por deslizamiento (tanto estática como cinética). Y los aviones se ralentizan por la resistencia del aire, lo que podría describirse como otro tipo de fricción. Hoy, vamos a investigar cuán diferentes pueden ser las imperfecciones en esas superficies y cómo las imperfecciones afectan el movimiento de los objetos.

Pasos del laboratorio de física

Para este laboratorio de física, necesitará:

• Materiales para crear una rampa resistente (por ejemplo, una tabla de madera y algunos libros)
• Un cronómetro
• Un zapato sin huella (o posiblemente solo un bloque de madera)
• Varios materiales que se pueden adherir a la suela del zapato; por ejemplo, seda, fieltro y papel de lija
• Una grapadora
• Cinta adhesiva
• Y una regla o cinta métrica

Paso 1: Una vez que tenga sus materiales, coloque una rampa resistente en la parte superior de una superficie nivelada. La rampa deberá ser bastante empinada, de modo que todos los objetos que usemos aún se puedan deslizar por ella. Así que puede ser necesario un poco de prueba y error.

Paso 2: adhiere uno de los materiales al zapato. Puede envolver la pieza completamente alrededor y luego unirla a sí misma en un bucle con la engrapadora. El material debe cubrir completamente la parte inferior del zapato y sujetarse firmemente.

Paso 3: Marque una posición de inicio en la parte superior de la rampa y una posición de parada en la parte inferior, utilizando la cinta adhesiva. Mide la distancia entre las dos posiciones con una regla o cinta métrica.

Paso 4: Coloque el zapato de modo que la parte delantera del zapato quede detrás de la cinta adhesiva que marca la posición inicial. Suelta el zapato y enciende el cronómetro al mismo tiempo.

Paso 5: Detenga el cronómetro cuando el FRENTE del zapato llegue a la segunda marca y anote el tiempo en el cronómetro.

Paso 6: repite cinco veces.

Paso 7: Adjunte un material diferente al zapato y continúe el proceso, completando cinco ensayos para cada material. Puede utilizar una tabla para recopilar sus datos.

Entonces, si aún no lo ha hecho, ahora es el momento de pausar el video y comenzar.

Analizando sus datos

Una vez que tenga sus datos, puede promediar cada conjunto de cinco ensayos, para encontrar el tiempo promedio que le tomó a cada material bajar por la rampa. Luego puede calcular la velocidad promedio a la que la zapata se movió por la rampa para cada material: la velocidad promedio es igual a la distancia total dividida por el tiempo total (s = d / t).

Finalmente, traza un gráfico de la velocidad promedio de cada material para presentar tus datos. Dado que el material no es un valor continuo, esto podría ser solo un gráfico de barras (aunque usamos con más frecuencia diagramas de dispersión en física).

Como puede ver en sus datos, algunas superficies resisten el movimiento mucho más que otras. Debería encontrar que las superficies más rugosas dan como resultado un tiempo de viaje más largo y, por lo tanto, más fricción.

Resumen de la lección

La fricción es la resistencia que encuentra una superficie al moverse junto a otra debido a imperfecciones en las superficies. Esta fricción reduce el movimiento de los objetos. Los coches tienen que lidiar con la fricción de rodadura. Los esquiadores tienen que lidiar con la fricción por deslizamiento. Y los aviones se ralentizan por la resistencia del aire, lo que podría describirse como otro tipo de fricción.

En este laboratorio de física, investigamos cuánto puede variar la rugosidad de las superficies y vimos que tiene un gran impacto en el movimiento de los objetos. Las superficies rugosas resisten el movimiento más que las superficies lisas. Por lo tanto, las superficies más rugosas crean tiempos de viaje más largos y tienen más fricción.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

• Explica qué causa la fricción.
• Describe cómo demostrar la fricción.
• Analice sus hallazgos como parte del laboratorio de física de la fricción