RAMPA SIMULADORA DE PLANO INCLINADO

RAMPA SIMULADORA DE PLANO INCLINADO

Diego Cavaler Loch

Felix Borges

Lucas Zanoni De Rolt

Instituição Beneficente da Indústria Carbonífera de Santa Catarina – SATC

 R. Pascoal Meler, 73, Criciúma (SC)

Resumo:

O presente trabalho foi realizado para demonstração de um experimento físico referente a disciplina de Física I, do curso de Engenharia Mecânica da faculdade SATC, com o apoio do professor André Bernardo. Para possibilitar a fabricação, foram realizados desenhos iniciais, esboçados a partir de discussões sobre os métodos de fabricação, adequações no dimensional, peso, acabamento e consistência do material. Baseados nestas discussões e estudos, realizou-se desenhos finais, bem como a escolha do material ideal e o método de fabricação, assim, construiu-se uma rampa inclinável em madeira, com duas pistas para abandono do corpo e acabamentos superficiais diferentes, para demonstrar como o atrito influencia no movimento do mesmo.

Palavras-Chave: física, atrito, madeira, movimento, força, normal.

1. INTRODUÇÃO

No cenário de ensino atual muitos alunos sofrem antecipadamente com a má fama que se formam sobre algumas disciplinas, por inúmeros motivos. No caso da Física, as diversas formulas e suas aplicações acabam se tornando assunto frequente e sinônimo de medo entre os alunos, as vezes por acharem que terem de decorá-las, ou simplesmente terem dificuldade para aplicá-las. Em casos desse tipo, é essencial uma nova estratégia para o aprendizado, partindo do estimulo do professor e das entidades, pois esta matéria não gira apenas em torno de formulas.

A implementação desses de novos métodos para o aprendizado não está somente ligado ao professor, a instituição tem uma participação fundamental, tendo que incentivar o uso de materiais didáticos alternativos, aos quais demonstrem na prática algumas teorias físicas.

Diante destes fatos, o experimento físico descrito no presente trabalho é uma alternativa para amenizar este problema comum no cenário de ensino atual. A sua aplicação pode auxiliar no entendimento de temas específicos da disciplina de Física, podendo também mudar a percepção dos alunos mediante a má fama posta sobre esta disciplina. Neste cenário, o emprego desse experimento poderá auxiliar na formação pessoal do aluno, despertando um interesse maior sobre esta disciplina, podendo fazer com que o mesmo passe a desenvolver suas afinidades com as matérias já no início de sua formação, poupando tempo, e que já forme suas próprias ideias e opiniões sobre a disciplina. Baseando-se nisso, o objetivo do presente artigo é demonstrar em específico a fabricação de um experimento físico com a finalidade de demonstrar como o atrito influência um movimento.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

O plano inclinado é considerado uma máquina simples, pois possibilita que um corpo se mova no plano com uma força menor do que se estivesse se movendo em linha reta. Trata--se de uma superfície inclinada em relação a horizontal, onde o ponto de início tem uma altura diferente em relação ao ponto final. [1]

1.  Atrito

Na Física, o atrito é uma força que se opõe a força que tenta movimentar um objeto. O atrito ocorre sempre entre dois corpos e paralelamente a superfície de contato. Esta força acontece porque existem rugosidades na superfícies, irregularidades nos dois corpos, que quando entram em contato dificultam o movimento.

O atrito também age no plano inclinado, dificultando a movimentação do corpo sobre o plano, sempre agindo no sentido contrário que tenta movê-lo.

1.  Forças no plano inclinado

Quando um corpo se move sobre um plano inclinado algumas forças atuam sobre o corpo, algumas no sentido do movimento, outras no sentido oposto, dificultando assim o movimento do corpo.

2.2.1 FORÇA DO ATRITO

Um corpo ao entrar em contato com a superfície do plano inclinado, seja qual for o objeto, entra em ação a força de atrito. Na figura abaixo podemos ver como age a força de atrito num plano inclinado, ela está representada pelas iniciais “Fat”. 

[pic 1]

Figura 1 – Força de atrito

O corpo tende a se movimentar para o ponto menor do plano, sendo atrapalhado pela força de atrito.

A força de atrito pode ser estática, quando o corpo não se move, ou cinética, quando está em movimento. A força de atrito cinética é sempre menor que a estática. Para calcularmos as forças de atrito utilizamos as seguintes formulas:

• Força de Atrito estático: Fate = μe x N;
• Força de Atrito cinético: Fatc = μc x N;

Onde: μe → Coeficiente de atrito estático;

μc → Coeficiente de atrito cinético;

N → Força normal. [2]

2.2.2 FORÇA NORMAL

Segundo a Terceira Lei de Newton, onde toda ação resulta em uma reação, podemos definir a força normal como uma reação exercida pelo plano inclinado no corpo que comprime o plano com a Força Peso. A força Normal é perpendicular à superfície do plano, e nem sempre esta força é igual ao peso do corpo.  [pic 2]

Figura 2 – Força Normal.

Na figura acima vemos a força normal representada por N. Para calcularmos a força normal devemos analisar cada caso. [3]

2.2.3 FORÇA PESO

A Força Peso é uma força que age na vertical e está sempre apontada para o centro da Terra, por ser uma atração gravitacional da Terra. A Força Peso depende da gravidade e da massa do corpo. Para calcularmos essa força usamos a seguinte formula, onde m é a massa e g é a gravidade:

• P = m x g

No plano inclinado, a Força peso (P) tem que ser decomposta em duas variáveis, Px e Py, a força que atua no eixo x e a força que atua no eixo y, respectivamente. Na figura abaixo podemos ver como é representada a força peso decomposta.