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Para la realización de la actividad se ha usado el
laboratorio virtual de
rozamiento que se encuentra en esta misma web (sección
laboratorios virtuales). En él se hace una simulación de lo que ocurre
cuando se aplica una fuerza creciente a un cuerpo en reposo:
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Al principio, y debido a la acción de la fuerza de
rozamiento estática (que se opone a la fuerza aplicada), no existe
deslizamiento. De esto se deduce que el valor de la fuerza de rozamiento
estática no es constante, depende del valor de la fuerza aplicada. Si
ésta crece, también lo hará la fuerza de rozamiento estática para que en
todo momento se cumpla F- Fs = 0 .
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La fuerza de rozamiento estática no crece
indefinidamente. Adquiere un valor máximo dado por: Fs =
ms N. Si la
fuerza aplicada adquiere un valor superior a éste, la fuerza de
rozamiento estática no puede equilibrarla con lo que se inicia el
deslizamiento del cuerpo. En este momento comienza a actuar la fuerza de
rozamiento cinética. Como ésta tiene un valor inferior a la estática, el
cuerpo se moverá con movimiento uniformemente acelerado : F - Fk
= m a.
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El valor máximo de la fuerza aplicada para el cual no hay
desplazamiento queda reflejado en el panel de control (color naranja).
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El trazo rojo que se aprecia entre los dos pequeños
postes verticales situados sobre la mesa simula un rayo de luz que
activa una fotocélula. Cuando la varilla que el cuerpo lleva en su
centro corte dicho rayo, automáticamente la fuerza actuante se ajustará
para que el cuerpo comience a moverse con velocidad constante: F - Fk
= 0.
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El valor de la fuerza aplicada para el cual la velocidad
se mantiene invariable también queda reflejado en el panel de control.
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De las ecuaciones planteadas para el reposo y para el
deslizamiento con velocidad constante (ver más arriba), se pueden sacar
los valores de las respectivas fuerzas de rozamiento y, a partir de
ellas, obtener los valores de los coeficientes de rozamiento:
Reposo : Fs (máx) = F
(valor máximo de la fuerza aplicada sin que exista deslizamiento).
Deslizamiento con velocidad constante : Fk=
F (valor fuerza para el que v = constante).
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