VI. ESTÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO.

VI. 1 FRICCIÓN ESTÁTICA ("fuerza de atadura o de adherencia)"

Meta. Medir el coeficiente de fricción estática entre superficies en contacto y utilizar este valor .

Procedimiento: Colocar el bloque sobre la tabla horizontal. En este caso comenzar a jalar, con un dinamómetro el bloque. El dinamómetro marcará desde cero hasta el valor de la fuerza de fricción estática máxima.

Al igual que en el caso cinético, la fricción máxima es proporcional al empuje normal de la superficie sobre el cuerpo, y también depende de la textura de las superficies en contacto, ¡verificarlo experimentalmente! y obtener el valor del coeficiente de fricción para diferente tipo de superficies.

El coeficiente de fricción estático se define como " e" = fricción est max / empuje normal.

Puede demostrarse que si el bloque descansa sobre un plano inclinado, la tangente del ángulo máximo que hace el plano con la horizontal, antes de que comience el deslizamiento es igual a e (demostrarlo teóricamente) y medir la tangente de ese ángulo.

Verificar, si dentro de la incertidumbre experimental, coinciden las dos formas de medir e.

Ejercicio VI.1a De acuerdo con la ley empírica que se obtiene en I.8 (página 12), T = To exp (-k ), donde T es la tensión de una cuerda que se arrolla en una barra y sostiene un objeto un objeto que pesa T0 . (Figura I.8).

a) Deducir teóricamente una expresión similar a la anterior y mostrar que la constante k corresponde al coeficiente de fricción estático e.

b) Medir el coeficiente de fricción entre el entre la barra y el hilo de nylon.

Sugerencia: Enrrollar hilo de nylon en una tabla y colocar a lo largo de ella una varilla como la usada en I.8 y luego ir aumentando el ángulo de inclinación, hasta que resbale la varilla metálica.

La tangente de este ángulo corresponde al coeficiente de fricción estática e

c) Comparar, considerando las incertidumbres, éste último valor con el valor de "k" obtenido previamente en I.8.

VI.2. ESTÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO

META: Desarrollar experimentalmente los conceptos la ley del paralelogramo y de torca, de línea de acción, centro de gravedad y pares de fuerza en condiciones de equilibrio.

Resolver, teórica y experimentalmente problemas de estática del cuerpo rígido, donde haya fuerzas elásticas, de gravedad y de fricción.

Seguramente viste en tu curso de física en la preparatoria (o en algún otro bachillerato) el tema de "condiciones de equilibrio del cuerpo rígido"

i) Suma vectorial de fuerzas igual a cero

ii) Suma de momentos de las fuerzas igual a cero.

Lectura VIa. Resumen de la secuencia de Estática para astronautas.

Así que vamos a revisar algunos problemas típicos, llevándolos al campo de la experimentación:

a) Verifica experimentalmente la ley del paralelogramo, usando tres dinamómetros que jalen una pequeña argolla.

b) Revisar la secuencia descrita en Estática para Astronautas de Juan A González, Los Pequeños Manuales, Prensas de Ciencias, Facultad de Ciencias, UNAM.

c) Cerca del extremo de una regla de plástico coloca una moneda. Ahora busca en que punto se equilibra la regla.

¿Qué relación hay entre el peso de la moneda y el peso de la regla?

d) El problema de la escalera, sin fricción en la pared. Resuélvelo por tres métodos diferentes.

e) Problemas hiperestáticos. Ejemplo. Una barra se mantiene horizontal sostenida por tres dinamómetros. ¿Cuanto marcará cada uno de ellos?

Ejercicio: reproducir los prototipos del módulo Estática para Astronautas.