Alianza MSP-UNE junio 2012 Instituto de Verano Damaris Cruz Andreu Isabel Ortiz Ortiz

• Expectativa: • I.8.2 Expresa que las fuerzas al interactuar producen cambios en la materia. • Especificidad: • I.8.2.2 Identifica las fuerzas que producen cambios en el movimiento como fricción, empuje y gravitacional.

• Conceptual • Luego de una serie de actividades, el estudiante definirá operacionalmente el concepto fricción. • Procedimental • Al finalizar una serie de actividades, el estudiante determinará cuantitativamente, la fuerza de fricción ejercida sobre el movimiento de un cuerpo en diferentes tipos de superficies. • Actitudinal • El estudiante evaluará objetivamente la importancia de la fuerza de fricción en un plano inclinado, estableciendo la utilidad del mismo como rampa para impedidos.

Fuerza de fricción o rozamiento: Se define a la fricción como 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 a la fuerza aplicada o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes.

Movimiento de un cuerpo por un plano horizontal

La fuerza que actúa sobre el cuerpo perpendicularmente al plano de deslizamiento es su peso Peso = m · g y según la figura es obvio que la fuerza N=Peso= m·g (como vemos en la cruz de fuerzas del sistema). N es la fuerza normal que mantiene al bloque pegado a la superficie.

Movimiento de un cuerpo por un plano inclinado -En un plano inclinado la cruz de fuerzas del sistema queda como vemos a la izquierda. -La fuerza que produce el movimiento de caída (Fa) no es sólo el peso del cuerpo, sino, su componente en la dirección del plano: el seno del ángulo de inclinación. -La fuerza normal N es el componente del peso que va en dirección perpendicular al plano por el coseno del ángulo de inclinación. Es decir, que la fuerza aplicada a la caída será: Fa=m·g·seno del ángulo, y la normal: N=m·g·coseno del ángulo .

1. Fuerza de fricción estática. Existe una fuerza de fricción entre dos objetos que no están en movimiento relativo. En la siguiente figura aplicamos una fuerza F que aumenta gradualmente, pero el libro permanece en reposo. Como en todos estos casos la aceleración es cero, la fuerza F aplicada es igual y opuesta a la fuerza de fricción estática Fe , ejercida por la superficie.

2. Fuerza de Fricción Cinética En la siguiente figura mostramos un bloque de masa m que se desliza por una superficie horizontal con velocidad constante. Sobre el bloque actuán tres fuerzas: el peso mg , la fuerza normal N, y la fuerza de fricción Ff entre el bloque y la superficie. Si el bloque se desliza con velocidad constante, la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de fricción Ff.

• 1. Coeficiente de fricción – depende de la naturaleza de la superficie. • 2. La fuerza que mantiene unida el objeto a la superficie.

Para cada subgrupo: • • • • • • • • •

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Dinamómetro Transportador Tabla de seno y coseno Bloque de madera 5cm x 5cm Madera rústica- 60cm x 10cm Madera con lija 60- 60cm x 10cm Madera con aceite- 60cm x 10cm Aro de metal Pedazo de cordón (50 cm)

Trabajando en grupo utiliza los materiales dados para contestar las siguientes preguntas. • 1-¿Qué es necesario hacer para que el bloque se deslice a través del plano? • 2-¿Cómo afecta los diferentes tipos de superficie de los planos, al movimiento del bloque? Explica tu contestación. • 3-¿Cómo el ángulo de inclinación del plano afectará el movimiento del bloque en los diferentes tipos de superficies? • 4-Comprueba tus contestaciones.

• Procedimiento: 1. Construye una tabla como la que se ilustra: Tabla 1: Ángulo inclinación

˚

Fuerza (Fr) N A B C

Distancia (d) cm

50 60 70

A – madera rústica B – madera con lija C – madera con aceite

Fxd

Fricción (Fr) A

B C

Peso del Bloque (N)

2. Utilzando un dinamómetro, mide el peso del bloque de madera. Anota tus resultados en la Tabla 1. 3. Monta el sistema de plano inclinado en un ángulo de 50 grados como se muestra a continuación utilizando el plano de madera rústica.

4. Sujeta el dinamómetro al bloque de madera. Coloca éste en el extremo inferior del plano inclinado. Hala el bloque con el dinamómetro hacia la parte superior del plano inclinado. Mide la fuerza que se está haciendo. Anota. 5. Repite el procedimiento a un ángulo de 60 grados y luego a un ángulo de 70. 6. Ahora cambia el plano utilizando el plano con lija. Repite el procedimiento 3, 4 y 5. 7. Esta vez, cambia el plano por el de madera con aceite. Repite el procedimiento 3, 4 y 5.

• Contesta las siguientes preguntas: • 1. De acuerdo al trabajo realizado, ¿qué es fricción? • 2. ¿Qué relación guarda el tipo de superficie con la fricción? • 3. El ángulo de inclinación de un plano influye en la fuerza de fricción? Explica. • 5. ¿En qué dirección es la fuerza de fricción en el plano inclinado? • 4. De acuerdo a tus hallazgos, diseña una rampa para impedidos que resulte en beneficio para ellos. Justifica tu diseño.

• 1. Utilizando la Tabla de Datos 1, calcula el Trabajo realizado en cada caso. • W= F x d • 2. Construye un “collage” en una cartulina donde ilustre el concepto de fricción en nuestra vida diaria. Prepárate para explicar el mismo.

• Matemáticas 1. Medición de ángulos 2. Multiplición