O Relatório de Física

                               Força de Atrito

André Felipe Martins Xavier

Bruno Henrique Monteiro

Felipe Yoshimi Kitamura

Jorge Gustavo Lopes

Roxane Assumpção  

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ - UTFPR

CÂMPUS GUARAPUAVA

Avenida Professora Laura Pacheco Bastos, 800 - Bairro Industrial - 85053-510 – Guarapuava – PR - Brasil

Resumo:  O seguinte trabalho tem a função de analisar sobre a força de atrito e suas possíveis aplicações, assim como determinar os coeficientes de atrito estático e cinético de determinados objetos.  

Palavras chave: Coeficiente de atrito estático, Coeficiente atrito cinético, Força de atrito .

Introdução

As forças de atrito fazem parte do cotidiano e está em inúmeras aplicações. Permite tanto que objetos se movimentem quanto fiquem estático. Um exemplo é o caminhar, pois se não houvesse atrito entre nosso pé e o solo, não seria possível andar de forma segura, da mesma forma o percorrer um trajeto com um carro, se não houvesse atrito, de nada adiantaria frear e, assim causaria danos ao veículo, entre outras inúmeros exemplos.  Para  entender de forma concisa, pense que sobre um objeto é aplicada uma força onde em contato com uma superfície qualquer sofre uma força de atrito contraria a força, tendo outras forças atuantes como a Normal e a gravidade sobre o objeto. E ressaltar que existem duas forças de atrito: estático e cinético. A força de atrito estático é quando o objeto não está em movimento, enquanto a força de atrito cinético  é quando o objeto se move  e faz oposição ao movimento.

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Procedimento Experimental

Os procedimentos das etapas ficará mais explicitado nos resultados e discussões, pois estará mais interligado, retendo aqui apenas os objetivos do trabalho e os materiais utilizados.  

Objetivo do trabalho:

• Determinar os coeficientes de atrito estático e cinético do par de superfícies a partir de um ângulo de repouso para essas superfícies.
• Verificar a influência da área de contato no valor dos coeficientes de atrito estático e cinético
• Mostrar “cientificamente” a eficiência  de amaciantes.

Material utilizado: Bloco com superfícies diferentes (figura 1), plano de apoio, dinamômetro e tecidos com tratamentos diferentes.

[pic 1]

Figura 1: Blocos com superfícies diferentes

 

Resultados e Discussão

3.1 Parte I: Coeficiente de atrito estático

Primeiramente inicia o procedimento colocando um corpo de prova (parte esponjosa para baixo) sobre uma rampa auxiliar, em sequência inclina a rampa a uma angulação de 15º. A questão seria se o corpo de prova entraria em movimento. Através de algumas tentativas percebe que a 15º o corpo de prova não entra em movimento, pois a força resultante não superou a força de atrito estático.

Então para achar a força de atrito estático basta observar a figura 2  e fazer as relações necessárias para encontrar os valores desejados.

[pic 2]

Figura 2: Plano inclinado com atrito

[1] A força de atrito estático é proporcional ao coeficiente de atrito estático e a normal, ou seja:

Fatest = μest . N

Sendo:

Fatest é a força de atrito estático;

μest é o coeficiente de atrito estático;

N é a Força Normal.

Pela figura, a Força Normal é igual ao Peso em y.

Fn=mgcosΘ

Fn=PcosΘ

Com o auxílio de um dinamômetro acha-se o peso do corpo de prova que no experimento é igual a 1,2N.

Logo

Fn=1,2cosΘ

Assim resta o coeficiente de atrito estático que nada mais é do que a tangente do ângulo, porém o ângulo em o corpo de prova começa a dar índices de deslizamento. E por testes, chegamos Θ=23º

μest= tgΘ

μest=tg23º

μest= 0,42

Logo a força de atrito estático é  

Fatest = μest . Fn

Fatest =0,42.1,2

Fatest = 0,50 N

Na continuidade do experimento, o próximo objetivo era determinar o coeficiente de atrito estático do corpo de prova tanto da parte esponjosa quanto da parte com madeira. Para isso foi inclinado a rampa e anotou o angulo na hora do deslizamento. O procedimento foi repetido 5 vezes.

Par de Superfícies	Θ1	Θ2	Θ3	Θ4	Θ5	Θmédio
Rampa-Parte esponjosa	22º	23º	23º	22º	23º	22,8º≅23º
Rampa-Madeira	28º	29º	30º	31º	30º	29,6º≅30º

A partir do valor médio de Θ, calcula-se o valor provável do μest entre os pares de superfície.

μest= tgΘ

1º Caso

Rampa-Parte esponjosa

Θmédio=23º

μest= tg23º

μest= 0,42

2º Caso

Rampa Madeira

Θmédio=30º

μest= tg30º

μest=0,57

Agora vamos variar a área de apoio do corpo de prova (parte de madeira). Realizando as mesmas etapas  determinará o coeficiente de atrito estático a partir do ângulo de repouso entre as duas superfícies. .