RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE FÍSICA ATRITO

2. OBJETIVOS:

O experimento realizado possui como plano principal a Força de Atrito e sendo assim, busca determinar experimentalmente o coeficiente de atrito (μ) dos materiais testados em laboratório. Ao mesmo tempo procura comprovar que esse coeficiente de atrito de um determinado material independe da área da superfície de contato entre os objetos, e tampouco das forças envolvidas, sendo concernente apenas o material utilizado.

3. INTRODUÇÃO TEÓRICA:

A força de atrito é a força existente entre duas superfícies que tem direção tangencial à superfície de contato e sentido contrário ao de movimento, ou tendência de movimento.[1] Vale ressaltar que essa força também não depende da área da superfície de contato, ela necessita apenas da força Normal do objeto analisado e do coeficiente de atrito existente entre as superfícies do objeto em questão e o seu apoio.

O módulo da força de atrito pode ser determinado por meio da seguinte equação: fat = μ.N. Onde fat representa a força de atrito, N é a força Normal agindo sobre o corpo analisado e μ é o coeficiente de atrito dos materiais em demanda. Esse último, por sua vez, para que possa ser melhor analisado deve ser dividido em duas classes: coeficiente de atrito estático (μe) e coeficiente de atrito cinético (μc), sendo esse ligeiramente menor que o primeiro.

Essa classificação, por sua vez, implica a existência de duas forças de atrito possíveis em um mesmo experimento. Sendo uma delas a força de atrito estático, que surge para impedir o movimento. A força aumenta até um certo instante que é o valor máximo atingido pela força de atrito, dessa maneira o corpo passa a se deslocar e a força de atrito diminui e se mantem constante, sendo esta a chamada força de atrito cinético.

4. MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

4.1 MATERIAIS UTILIZADOS:

No ato da realização do experimento foram utilizados os materiais listados abaixo:

- Dinamômetro: dispositivo da marca Azeheb, com graduação máxima de 5N. Apresenta

como taxa de erro o seu menor valor, ou seja, ±0,05N.

- Bloco de madeira: corpo com massa de 0,269 Kg.

- Bloco de madeira com uma superfície de borracha: corpo com massa de 0,294 Kg.

- Placa polimérica

- Balança de precisão: modelo m2k, possuindo uma taxa de erro de ±0,00001 Kg.

4.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Ao possuirmos todo o material necessário, principiamos o nosso experimento sempre anotando todas as medidas realizadas e observações indispensáveis. Segue abaixo a sequência na qual foi realizado o referido experimento:

1º - Inicialmente, utilizamos a balança de precisão para obtenção dos valores das massas de cada bloco;

2º - Foi alcançada a massa do corpo com todas as superfícies lisas, a massa do bloco contendo uma superfície de borracha e a massa de ambos juntos, respectivamente. Como era de se esperar, a massa obtida na pesagem dos dois blocos juntos concordou com a soma das massas dos blocos pesados anteriormente;

3º - Foi posicionado sobre a bancada uma placa polimérica responsável pelo auxílio no suporte dos corpos;

4º - Foi verificado a calibragem do dinamômetro;

5º - Adaptou-se o dinamômetro, aparelho utilizado para medir força, no bloco. Iniciamos as medidas de força, descoberta através do aparelho;

6º - Foram feitas dez medidas utilizando o bloco com superfícies de madeira;

7º - Obtenção das dez medidas para o bloco que continha a superfície de borracha, sendo a mesma voltada para baixo sobre a placa polimérica;

8º - Aquisição da mesma quantidade de medidas para os dois blocos juntos.

Vale ressaltar que tais testes foram feitos alternando os integrantes do grupo e que todas as medidas acima referidas podem ser encontradas nas tabelas. 

Com todos os dados necessários em mãos, poderíamos assim dar início aos cálculos para a obtenção do referido coeficiente de atrito estático (μ).

5- RESULTADOS:

De acordo com a base teórica, a qual refere-se a força de atrito, pode-se alcançar resultados matemáticos significativos à pesquisa experimental.

A Força de Atrito inclui-se no ramo da física mecânica, de tal modo relaciona-se à seguinte expressão algébrica:

Fatrito= µ.Fnormal

Fat = µ.N

A equação demonstra a seguinte relação numérica: Força de atrito (em Newton) é resultado da multiplicação direta entre coeficiente de atrito (µ) vezes a força Normal sobre o objeto.

Uma das componentes da equação acima que deverá ser desmembrada será a Força Normal. Por base na ação de força sobre um determinado corpo, é notório a presença da Força Peso. Tal Força apresenta sentido oposto a Força Normal. Assim, teremos:[pic 1]

N – P = 0

N = P

N = m.g

Continuando a análise do sistema em discussão, a obtenção da força de atrito foi adquirida de maneira experimental. Ao puxar o bloco horizontalmente, fora atribuída uma certa quantidade de força, a qual denominamos na pesquisa Força de atrito.

Para cálculo do coeficiente de atrito com os dados recolhidos, desenvolvemos a seguinte expressão:                                 Figura3-Amostra Peso e Normal 

µ =  🡪  µ =     [pic 2][pic 3]

 

Durante o experimento no laboratório de física, foram testados 3 procedentes modos de material. Usamos superfícies diferentes de um mesmo corpo (objeto) a fim de avaliarmos o coeficiente atrito que cada material proporciona com determinada força de atrito aplicada. Por conseguinte, serão dispostos 3 tabelas correspondentes ao lado em teste. A terceira tabela apresenta o uso de dois corpos sobrepostos.

Vale ressaltar que o procedimento de cálculo foi idêntico ambas as tabelas, modificando apenas os dados experimentos e seus sucessivos resultados.

A seguir estará retratado a sequência de cálculos usados para análise do experimento:

1º -  Cálculo da força Normal, em Newton, através da expressão algébrica:

N = m . g             m = massa (kg)

                                                                         g = aceleração gravitacional (m/s²).

Através da substituição da fórmula acima dos dados tabelados foi possível alcançar o valor da Normal.