Física experimental I – Força de Atrito

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Adriele de Souza Alves

Emilly Silva Marques

Gabriel Batista

Hannah Lima

Jéssica da Silva Lima

Física experimental I – Força de Atrito

Salvador, 2017

Adriele de Souza Alves

Emilly Silva Marques

Gabriel Batista

Hannah Lima

Jéssica da Silva Lima

Relatório da prática experimental para

A disciplina de física I, do curso de

Eletrotécnica do Instituto Federal da Bahia

Prof.: Osvaldo Rocha

Salvador, 2017

Sumário

• Introdução teórica
• Objetivos
• Arranjo Experimental
• Procedimento Experimental
• Conclusão
• Referências

1. Introdução teórica

Na física, o atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato mecânico com outro. Para existir a força de atrito deve haver movimentos relativos entre os corpos em contato, ou pelo menos a tendência de um se mover em relação ao outro graças à ação de qualquer outra força externa a ele aplicado. A força de atrito (Fat) é sempre paralela às superfícies em interação e é causada pela oposição que a superfície de um dos corpos opõe ao movimento relativo do outro. O fenômeno é extremamente complicado e depende fortemente do estado das superfícies em contato: grau de polimento, oxidação, presença ou não de camadas para reduzir a interação entre sistemas. Foi verificado experimentalmente que em muitos casos a força de atrito é proporcional à força normal (N), que é a força de contato que pressiona perpendicularmente um corpo contra o outro. Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas depende da força normal entre o objeto e a mesma; quanto maior for a força normal maior será o atrito. A constante de proporcionalidade é conhecida como coeficiente de atrito μ. Desta forma, Fat= μ×N.

1. Coeficiente de Atrito

Na matemática, para expressar que a intensidade da força de Atrito (Fat) é proporcional a força normal (N), utiliza-se a fórmula:

Fat ∝ N

Esse símbolo de proporcionalidade pode ser substituído por uma constante de proporcionalidade μ (mi). Substituindo na equação, tem-se:

Fat = μ × N

O μ é chamado de coeficiente de atrito, que é o grau de rugosidade existente entre os sistemas. O coeficiente de atrito entre sistemas é uma grandeza empírica, ou  seja, ela é determinada a partir de dados experimentais, e por isso representa uma  predição aproximada da relação entre a força de atrito e a força de compressão. Pode ser diferenciado entre o coeficiente de atrito estático e o coeficiente de atrito cinético, de acordo com a variação do movimento dos sistemas.

1. Força de Atrito

Fat  é classificado em:

1. Força de Atrito estático

Representado por Fate , é a força que está contrária a força do movimento. Essa força que aparece quando os corpos estão em repouso, é representado da seguinte forma:

[Fate MAX ] = μe× N

Onde o μ é o coeficiente de atrito estático.

1. Força de Atrito Cinético

Também é chamado de força de Atrito dinâmico, este é o atrito que aparece quando os sistemas estão com a Velocidade (V) ≠ 0, quando entram em movimento. É representado por Fatc , é uma força contrária a movimentação dos corpos. Matematicamente, temos que a Fatc é escrita da seguinte forma:

[Fatc MAX ] = μd× N

Onde o μ é o coeficiente de atrito cinético.

1. Objetivo:

Determinar as forças de atrito estático, a força normal de reação e a força de atrito cinético bem como os coeficientes de atrito estático e cinético de um corpo em relação a uma superfície horizontal.

1. Arranjo Experimental:

• 01 dinamômetro
• 01 bloco de madeira com gancho
• 01 bloco de madeira emborrachado com gancho

1. Procedimento Experimental:

Parte I: Força de atrito estático ( Fate )

Inicialmente, foi determinado o peso do bloco e, logo após, o bloco foi colocado com a face de madeira sobre a superfície de fórmica da mesa. Foi aplicada com o Dinamômetro uma força horizontal, que por sua vez, foi aumentada gradativamente (de 0,2N em 0,2N) até que fosse possível determinar a força de atrito, que impede o movimento do bloco. Os valores obtidos foram registrados na seguinte tabela 1:

Tabela 1 – Força de Atrito Estático: Madeira / Mesa

F (N)	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6
Fat	0,2	0,4	0,6	0,2	0,3	0,3	0,4	0,5

Quando se aumenta a força aplicada, o bloco entra em movimento. Aproximadamente o menor valor em que se iniciou o movimento do bloco de madeira foi 0,8 N.

Então, a força de Atrito máximo que impede o movimento é de ≈ 0,7.

Temos que o peso do bloco Kgf é de 0,32, e em Newton é de 3,2.

Para calcular o Fat , multiplica-se o μ Max com o peso do bloco.

Parte II: Coeficiente de Atrito estático e a área da superfície de contato