O Departamento de Física e Química

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Programa de Graduação em Engenharia Mecânica
Departamento de Física e Química – ICEI
Laboratório de Física

Bernardo Motta Pereira Mendes

Atrito Cinético

Professor: Paulo Cesar Reis Cardoso De Mello

Belo Horizonte

2021

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SUMÁRIO

Sumário

1        Objetivos        3

2        Introdução        3

3        Desenvolvimento        5

3.1        Materiais        5

3.2        Método        5

4        Resultados e analises        7

5        Conclusão        10

6        Referências  .        10

        

        

1. Objetivos
   

Estudar na pratica o atrito cinético, determinando o coeficiete de atrito cinetico entre um objeto e uma superficie. Realizar o experimento e com os dados obtidos construir um grafico Δx vs. t2. A partit do grafico observar os significados fisicos das constantes econtradas e comparar esses valores com os valores calculados pela formula matematica de atrito.

1. Introdução
   

A força de atrito é uma força de importância indiscutível, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé. Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato entre duas superfícies, como por exemplo, o pneu de um automóvel e o asfalto. O pneu é aderente e o asfalto é áspero, e essa combinação gera uma força de atrito que fará o automóvel se movimentar sem derrapar pela pista.

A força de atrito pode se definida como uma força de oposição à tendencia do escorregamento. Como nos dois exemplos citados e ilustrados abaixo:

[pic 1]

Figura 1 : Exemplo da força de atrito ao empurrarmos um armário.

[pic 2]

Figura 2 : Exemplo de força de atrito ao caminharmos.

É comum nos depararmos com a tarefa de empurrar algum objeto pesado, como um guarda roupa, e encontrarmos alguma dificuldade para tirá-lo do lugar. Tal dificuldade vem do fato de o chão e a base do guarda roupa serem ásperos, e também de o guarda roupa ser muito pesado. Observamos também que não conseguimos mover o guarda roupa de imediato. É preciso fazer uma força relativamente grande, e - depois que se consegue estabelecer o movimento - é mais fácil manter o guarda roupa nesse estado do que tirá-lo do lugar.

Essa situação se explica pela existência de dois tipos de atrito: o estático e o cinético. Nessa pratica temos ocmo objetivo o estudo do atrito cinético, ou dinamico que é a força de atrito que age sobre um corpo quando em movimento relativo à superfície de apoio. o. Em se tratando de superfícies sólidas, a experiência tem mostrado que a força de atrito é praticamente constante e depende apenas das superfícies e da força normal que uma superfície exerce sobre a outra. A força de atrito cinético é dada por:

fc = µc N

onde µc é o coeficiente de atrito cinético e N é a força normal que a superfície exerce sobre o corpo, sempre normal ao ponto ou região de contato. O coeficiente de atrito é uma quantidade adimensional e deve ser determinado experimentalmente. Seu valor depende das propriedades do corpo e da superfície em que este está em contato. Em geral, o coeficiente de atrito cinético é menor que o coeficiente de atrito estático. Portanto, a intensidade da força de atrito cinético é menor do que a intensidade máxima da força de atrito estático que age sobre o corpo em repouso.

1. Desenvolvimento
   

O objeto deve ser liberado do repouso (v0=0m/s) para ver se ele se moverá sozinho. Se não vamos corrigir somente o angulo de inclinação. A simulação mostrará realisticamente o movimento resultante do objeto. No caso de o objeto eventualmente parar, o tempo total e o deslocamento são mostrados. E em contrapartida se ele acelerar temos a velocidade e distancia percorrida no tempo.

1. Materiais

Por conta do regime remoto estamos utilizando somente simuladores, o que nos foi indicado para realização dessa pratica se encontra no seguinte link:

https://ophysics.com/f2.html

A figura 3 abaixo representa o software que devemos encontra:

[pic 3]

Figura 3: Layout do simulador
        

1. Método

• Ajuste a velocidade inicial do bloco para v0 = 0 m/s, de modo que o bloco seja abandonado do repouso no plano. Utilizamos os seguintes parâmetros : θ = 30º , μK = 0,3, μS= 0,4. Observe a Figura 4.

[pic 4]

Figura 4: Software parametrizado

• Execute a simulação e, usando o comando “pause”, anote a distância percorrida ao longo do plano (∆ x) e o respectivo tempo t. Se tiver dificuldade, execute a simulação passo-a-passo usando o comando “step”. Faça a coleta de dados para cada variação de aproximadamente 1,0 m em ∆ x, isto é, colete os dados em Δx = 1,0 m, 2,0 m, 3,0 m, ... até Δx = 10 m.
• Construa um gráfico de ∆x vs t2. Faça um ajuste linear e anote o valor do coeficiente angular da reta. Da cinemática, sabemos que se um objeto se movimenta em linha reta com aceleração constante, partindo do repouso, então:

[pic 5]

Com base nessa relação e no ajuste linear da reta, calcule o valor da aceleração do bloco ao longo da rampa.

• Aplique a segunda lei de Newton sobre o bloco ao longo da rampa (eixo x) e calcule o módulo da força de atrito.

[pic 6]

• Calcule o valor da força normal sobre o bloco.
• Tendo em vista a definição da força de atrito cinético, calcule o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a rampa. Compare esse resultado com o valor indicado na simulação.
  

1. Resultados e analises
   

• Ajustando parâmetros como solicitado temos a seguinte configuração:
  [pic 7]

Figura 4: Software parametrizado

• Executando a simulação conseguimos os dados de Δx e t e com eles podemos construir a seguinte tabela:
  Tabela 1 – Distancia que uma partícula percorre em determinado período de tempo

Δx (m)	t (s)	t2 (s2)
0	0,01	0,0001
0,999	0,79	0,6241
2,009	1,12	1,2544
3,005	1,37	1,8769
3,997	1,58	2,4964
4,96	1,76	3,0976
6,027	1,84	3,3856
6,995	2,09	4,3681
8,035	2,24	5,0176
8,994	2,37	5,6169
10,008	2,5	6,25

Fonte: Autor, 2021

• Gráfico 1 – Gráfico de ∆ x × t2. Mostrando o ajuste linear e os parâmetros encontrados pelo ajuste.[pic 8]

Fonte: Autor, 2021

Parâmetros encontrados:
B (y-intercept) = 0,0418610497913837 +/- 0,10790426854833

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