A PRIMEIRA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON E NOÇÕES SOBRE AS FORÇAS DE ATRITO

OBJETIVO

Verificar o atrito de um móvel e as forças estática e cinética em um plano e em um plano inclinado, bem como a realização dos cálculos relacionados aos dados coletados e suas variações percentuais de erro. Construir e interpretar tabelas de dados, reconhecer por extrapolação, a primeira lei de Newton, mencionar que a força é o agente capaz de modificar o estado de repouso ou movimento de um corpo, comparar atrito estático com atrito cinético e classificar as forças de atrito.

INTRODUÇÃO

Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.

Conhecida como princípio da inércia, a Primeira lei de Newton afirma que a força resultante (o vetor soma de todas as forças que agem em um objeto) é nula, logo a velocidade do objeto é constante. Consequentemente: Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força desequilibratória aja sobre ele.

Newton criou a primeira lei para servir de referencial para as leis seguintes. A primeira lei postula a existência de pelo menos um referencial chamado Newtoniano ou referencial inercial, relativo a isso o movimento de uma partícula não submetida a forças é uma linha reta com velocidade constante.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Pelas leis da mecânica newtoniana, “um corpo em repouso, assim permanecerá, a menos que uma força resultante externa venha a atuar sobre o mesmo.”

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2.1 Materiais utilizados:

- 1 Dinamômetro de 2 N;

- 1 corpo de prova de madeira com uma de suas faces revestida;

- 1 fio flexível;

2.2 Montagem e andamento das atividades:

Com o corpo de prova sobre a mesa e mantendo o dinamômetro paralelo à superfície, aplicar uma força de 0,2 N sobre o móvel, a partir disso, verificar se o corpo de prova sofreu alteração sob a ação da força aplicada.

Em seguida, o experimento será repetido por mais 8 vezes, conforme mostra a tabela 1:

Superfícies de contato Tampo da mesa e esponja

Forças aplicadas em (N) Ocorrência de movimento (sim) ou (não)

0,2 Não

0,4 Não

0,6 Sim

0,8 Sim

1,0 Sim

1,2 Sim

1,4 Sim

1,6 Sim

Foi observado que o movimento relativo de deslizamento entre as superfícies em contato só ocorre para valores da força aplicada acima de um certo limite. A partir do experimento realizado na Tabela 1 verificou-se que o valor aproximado da menor força aplicada capaz de iniciar o movimento entre as superfícies esponjosas do corpo de prova e a superfícies da mesa é 0,46 N.

Agora o corpo de prova será virado deixando sua superfície maior de madeira em contato com a mesa. O resultado do experimento segue representado na Tabela 2:

Superfícies de contato Tampo da mesa e madeira

Forças aplicadas em (N) Ocorrência de movimento (sim) ou (não)

0,2 Não

0,4 Sim

0,6 Sim

0,8 Sim

1,0 Sim

1,2 Sim

Tabela 2

Peso do conjunto utilizado, determinado com o dinamômetro em 30º:

P = 0,62 N

A força de atrito estático (f_e)

Sempre que houver tendência ao movimento relativo entre quaisquer superfícies em contato inicialmente em repouso, se verifica a presença desta força que se opõe ao movimento, denominada força de atrito estático. O valor máximo da força de atrito estático equivale ao módulo da menor força aplicada necessária para iniciar o movimento relativo entre as superfícies que se tocam.

Nas atividades em que o móvel em repouso se encontra sobre uma sustentação horizontal, a força normal N coincide com a força P, no caso do experimento exposto neste relatório, temos N = 0,62 N.

Ainda com base nos dados deste experimento, podemos calcular o valor de µ entre as superfícies de madeira do corpo de prova e a superfície da mesa:

Madeira (revestida