Força de atrito Introdução

Força de atrito

Introdução

        Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para que ele entre em movimento. Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força externa. Ela age paralelamente à superfície de contato em sentido contrário a força aplicada sobre um corpo e é gerada devido a imperfeições, principalmente microscópicos, entre as superfícies de contato.

Atrito Estático e Dinâmico

Quando empurramos um carro, é fácil observar que até o carro entrar em movimento é necessário que se aplique uma força maior do que a força necessária quando o carro já está se movimentando. Isto acontece pois existem dois tipo de atrito: o estático e o dinâmico.

Atrito Estático

É aquele que atua quando não há deslizamento dos corpos. A força de atrito estático máxima é igual a força mínima necessária para iniciar o movimento de um corpo. Quando um corpo não está em movimento a força da atrito deve ser maior que a força aplicada, neste caso, é usado no cálculo um coeficiente de atrito estático: µe

Atrito Dinâmico

É aquele que atua quando há deslizamento dos corpos. Quando a força de atrito estático for ultrapassada pela força aplicada ao corpo, este entrará em movimento, e passaremos a considerar sua força de atrito dinâmico. A força de atrito dinâmico é sempre menor que a força aplicada, no seu cálculo é utilizado o coeficiente de atrito cinético: µk

Parte do pré-relatório

De acordo com a segunda Lei de Newton: “A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida”. Essa relação pode ser expressa com a equação:

[pic 1]

Para um plano inclinado temos o seguinte diagrama de forças:

[pic 2]

Onde temos que as forças sobre o corpo são: o peso = m*g; a reação do plano N e a força Fr de atrito cinético que se opõe ao movimento do corpo.

Por meio de relações trigonométricas e aplicando a Segunda Lei de Newton temos que:

[pic 3]

[pic 4]

Sabemos que:

[pic 5]

Portanto temos que:

[pic 6]

Então:

[pic 7]

[pic 8]

Isolando µk temos que:

[pic 9]

[pic 10]

Ou seja:

[pic 11]

Para o atrito estático:

[pic 12]

Usamos o sinal de menor ou igual pois como o atrito é estático não há movimento. A partir do momento em que a força é maior que a força de atrito, temos movimento, portanto, temos atrito cinético.

Para o atrito estático a aceleração é nula, portanto

[pic 13]

Sabemos que:

[pic 14]

Portanto temos que:

[pic 15]

Então:

[pic 16]

Ou seja:

[pic 17]