Física 1 - Relatório de Atrito Estático
Por: Andreza Bispo • 4/6/2017 • Trabalho acadêmico • 2.214 Palavras (9 Páginas) • 382 Visualizações
[pic 1]
Universidade Estadual de Santa Cruz
Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas
Colegiado de Engenharia Química
ATRITO ESTÁTICO
[pic 2]
Por: Alice Guerra Macieira Macêdo 201512528
Andreza Bispo dos Santos 201512529
Ilhéus
Maio/2015
ATRITO ESTÁTICO
INTRODUÇÃO
A força de contato que atua na superfície de um corpo e se opõe a tendência do movimento ou deslizamento em relação à superfície de um plano se chama força de atrito.
As forças de atrito são inevitáveis na vida diária. Se não fôssemos capazes de vencê-las elas fariam parar todos os objetos que estivessem se movendo e todos os eixos que estivessem girando. Cerca de 20% da gasolina consumida por um automóvel são usados para compensar o atrito das peças do motor e da transmissão. Por outro lado, se não houvesse atrito não poderíamos fazer o automóvel ir a algum lugar.
A força de atrito pode ser calculada de duas maneira: se o corpo permanece imóvel, a força de atrito é a força de atrito estático e se o corpo se move é a força de atrito cinético. Para este experimento, lidaremos apenas com a força de atrito estático (1) para a determinação do coeficiente de atrito estático . De maneira que foi utilizado um plano inclinado, onde os materiais (espuma e madeira) foram colocados inicialmente parados sobre o plano até que em uma determinada inclinação o movimento se inicia[pic 3]
(1)[pic 4]
De acordo com a literatura quando um corpo se encontra em repouso temos que a soma das forças atuantes nele é zero, ou nula, assim temos que o módulo da força normal (N) é igual ao módulo da força peso (P) que age sobre o corpo. (FIGURA 1)
[pic 5]
Agora, quando exercemos uma força nesse mesmo bloco vemos que surge uma força paralela à superfície e com sentido contrário a força que exercemos, o atrito. A força de atrito será sempre contrária ao movimento ou à tendência de movimento.
Sendo a força de atrito diretamente proporcional à força normal (N) e dependendo do material que constitui o corpo, tem-se que para uma interação entre duas superfícies que não desenvolvam movimento usamos o coeficiente de atrito estático (μe ). A força de atrito pode então ser calculada com o auxílio da equação (1) e supondo agora que um determinado corpo de peso P esteja sobre um plano inclinado, conforme FIGURA 2. [pic 6]
Com isso é possível determinar uma relação entre a normal e a força de atrito, fazendo um sistema de equilíbrio do corpo.
[pic 7]
[pic 8]
Logo, obtêm-se o coeficiente de atrito estático a partir da aquisição da inclinação do plano no início do movimento.
Para a obtenção das incertezas foram utilizadas as seguintes fórmulas:
- Média, [pic 9]
= (3)[pic 10][pic 11][pic 12]
- Desvio padrão,[pic 13]
(4)[pic 14]
- Desvio padrão do valor médio, [pic 15]
= (5)[pic 16][pic 17]
- Incerteza Padrão, [pic 18]
(6)[pic 19]
- Resultado final, [pic 20]
(7) [pic 21]
OBJETIVO
Variar a inclinação de uma superfície até o movimento do bloco de madeira, medindo assim o ângulo de inclinação da superfície e determinaremos o coeficiente de atrito estático. Com o plano na horizontal e o dinamômetro mediremos o módulo da força de atrito.
PARTE EXPERIMENTAL
Material
Plano Inclinado
Bloco de madeira (2 superfícies diferentes)
Dinamômetro
Balança
Discos de metal
Procedimentos
3.2.1 Montou-se o plano inclinado com um ângulo ( = 0º) de inclinação. Mediu-se a massa do bloco de madeira, colocou-o sobre a superfície do plano e iniciou-se o processo de aumento gradual e contínuo do ângulo de inclinação. Mediu-se o ângulo ao qual o bloco iniciou o movimento (repetiu-se cada medição 5 vezes para cada superfície). Repetiu-se todo o procedimento para as outras três superfícies do bloco.[pic 22]
3.2.2 Com o plano inclinado na posição inicial ( = 0º) colocou-se o bloco de madeira sobre a superfície e acoplou-se o dinamômetro em uma de suas extremidades. Puxou-se o dinamômetro até o momento em que o bloco começou a se mover e obteve-se a força dada pelo dinamômetro nessa situação (repetiu-se cada medição 5 vezes para cada superfície). Mediu-se a massa de dois discos de metal, colocou-se um sobre o bloco de madeira e repetiu-se o procedimento de medidas da força com o dinamômetro. Ao final, com o outro disco de metal, repetiu-se o mesmo procedimento.[pic 23]
Dados
O procedimento foi realizado com a superfície de espuma e de madeira, e os valores dos ângulos, das massas e das forças obtidas e suas respectivas incertezas, encontram-se nas tabelas abaixo. As incertezas foram calculadas com o auxílio das equações (2) à (7) contidas na introdução do relatório.
Tabela 1: Valores das massas obtidas para o bloco e os discos:
Massa do bloco(kg) | Massa Disco 1 (kg) | Massa Disco 2 (kg) | |
Medida 1 | 0,1033 | 0,05 | 0,0227 |
Medida 2 | 0,1033 | 0,05 | 0,0227 |
Medida 3 | 0,1032 | 0,04 | 0,0226 |
Medida 4 | 0,1033 | 0,05 | 0,0227 |
Medida 5 | 0,1032 | 0,04 | 0,0226 |
Média | 0,1033 | 0,05 | 0,0227 |
D. Padrão | 7,07 x 10-5 | 2,0 x 10-3 | 2,0 x 10-5 |
DPV. médio | 8,93 x 10-6 | 8,93 x 10-4 | 8,93 x 10-6 |
Incerteza | 4,5 x 10-7 | 3,0 x 10-3 | 4,5 x 10-7 |
Tabela 2: Valores dos ângulos obtidos para a superfície de espuma:
Medida 1 | 40 º |
Medida 2 | 40º |
Medida 3 | 39º |
Medida 4 | 39º |
Medida 5 | 39º |
Média | 39,4º |
D. Padrão | |
DPV. médio | |
Incerteza | |
Tabela 3: Valores dos ângulos obtidos para a superfície de madeira:
Medida 1 | 23º |
Medida 2 | 22º |
Medida 3 | 21º |
Medida 4 | 22º |
Medida 5 | 22º |
Média | 22º |
D. Padrão | |
DPV. médio | |
Incerteza | |
Na parte B do procedimento, com o plano inclinado na posição inicial ( = 0º), o bloco de madeira foi colocado sobre o plano e a sua extremidade foi acoplado o dinamômetro. E em seguida o dinamômetro foi puxado até o momento em que o bloco começa a se mover e então foi obtido a força de atrito estático (Fe) para cada superfície, essa medida foi efetuada 5 vezes e os valores obtidos encontram-se abaixo.[pic 24]
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