O Atrito Física

Capítulo 7 - Atrito

Até ao momento supôs-se que o contacto entre superfícies era feito sem atrito ou que as superfícies eram rugosas. Na realidade, não existem superfícies sem atrito. Quando duas superfícies se encontram em contacto, desenvolvem-se forças tangenciais, chamadas forças de atrito.

Tipos de atrito

Atrito  fluido  -  entre  partículas  de  corpos  fluidos.  Exemplos:  escoamentos  de fluidos, zonas lubrificadas entre dois corpos sólidos.

Atrito seco - entre componentes do estado sólido sem lubrificação. Exemplos: parafusos, correias, cunhas, etc.

[pic 5]

Considerando o exemplo, se se aumentar a força P, a força de atrito F também aumenta, continuando a opor-se a P, até que a sua intensidade atinge um certo valor máximo Fm.

[pic 6]Fm

Fc

Fm é designada por força de atrito estático, e é proporcional à componente normal

N.

---

Fm  =

---

μe N

em que μe é o coeficiente de atrito estático.

Os  coeficientes  de  atrito  estático  dependem  do  estado  e  da  natureza  das superfícies em contacto.

Corpos em contacto	Valores para μ e
Metal sobre metal	0.15	a	0.6
Metal sobre pedra	0.3	a	0.7
Borracha sobre betão	0.6	a	0.9
Terra sobre terra	0.2	a	1

Analogamente a intensidade Fc da força de atrito cinético é da forma:

Fc  = μc N

em que μc é o coeficiente de atrito cinético.

Podem-se distinguir quatro situações distintas quando um corpo rígido se encontra em contacto com uma superfície:

1. As forças aplicas no corpo não tendem a mover o corpo

[pic 7]

1. As forças aplicadas tendem a mover, mas contudo não são suficientemente grandes para existir movimento.

---

[pic 8]

1. As forças aplicadas implicam movimento iminente

[pic 9]

1. O corpo está em movimento devendo ser aplicada a 2ª Lei de Newton

[pic 10]

Exercício de Atrito

[pic 11]Determinar a altura h do degrau mais alto  que  o   homem  de  80  (Kg)  pode

B        alcançar, sem causar a queda da escada. O

3.46

h        A        C

---

coeficiente de atrito em A e B é 0.5 e cada uma das secções homogéneas tem massa igual a 10 (Kg).

Δ 4 [m]

Diagrama de corpo livre

---

[pic 12]Note: 5 incógnitas para 3 equações

B        possíveis

h        A

FaA        N

---

PE        PE

PH

---

C

FaC

A        NC

Diagrama de corpo livre estrutura separada

Note: 7 incógnitas para 6

[pic 13][pic 14]RBx

[pic 15]P

h        A

PH

---

B

RBy

---

RBy

---

RBx

B

PE

C

---

FaC

---

equações possíveis

[pic 16][pic 17]FaA        N

A

Problema

Saber qual dos apoios tende a escorregar em primeiro

Solução

Hipótese 1: A estrutura tende a movimentar-se através do apoio A

[pic 18]RBx

[pic 19]P

h        A

PH

---

B

RBy

---

RBy

---

RBx

[pic 20]B

PE

C

---

FaC