A PRÁTICA 05–LEIS DE NEWTON 3: ATRITO

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA

ENGENHARIA CIVIL

FÍSICA MECÂNICA

PRÁTICA 05–LEIS DE NEWTON 3: ATRITO

Contagem

30 de Abril de 2015.

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INTRODUÇÃO

O Atrito em física é a componente horizontal da força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento. É gerada pela aspericidade dos corpos. A força de atrito é sempre paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre eles. Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas superfícies depende da força normal, a componente vertical da força de contato; quanto maior for a Força Normal maior será o atrito. Passar um dedo pelo tampo de uma mesa pode ser usado como exemplo prático: ao pressionar com força o dedo sobre o tampo, o atrito aumenta e é mais difícil manter o dedo se movendo pela superfície.

Nesta prática colocaremos o bloco de madeira em repouso sobre uma superfície de PVC para calcularmos as forças atuantes sobre este bloco, onde para calcular os coeficientes de atrito estático e cinético iremos deduzir as expressões necessárias (coeficiente de atrito estático e cinético), conforme os procedimentos realizados.

PARTE EXPERIMENTAL

Objetivo

O objetivo desta experiência é mostrar o estudo dos diferentes modos de se calcular o coeficiente de atrito entre os blocos e uma superfície, além disso, fazendo variações na angulação da superfície onde o bloco se apoia para poder analisar o quanto essa inclinação interfere na força de atrito,e saber também como obter um experimento físico que possa calcular as variações elásticas resultantes do fato de o bloco estar ligado a uma mola, ou seja, estudar o comportamento elástico que a mola exercerá no sistema..

Material utilizado

1 Dinamômetro de 2 N;

1 Dinamômetro de 5 N;

1 Bloco de madeira com gancho;

1 Placa de PVC;

1 rampa com régua de 400 mm;

1 manípulo de cabeça de plástico com porca borboleta.

DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Os procedimentos foram subdivididos em duas partes, conforme veremos a seguir:

Parte1 - Determinação das forças de atrito estático e influência de superfícies no atrito.

Primeira experiência

Nesta primeira parte do experimento, primeiramente um componente do grupo verifica a calibração do dinamômetro de 2N, uma vez calibrado podemos ter a certeza de que o valor medido não sofrerá variações. A seguir outro componente coloca sobre a superfície de PVC, um bloco de madeira em repouso, com a superfície maior de madeira voltada para baixo. Posteriormente o bloco é conectado ao dinamômetro paralelo com a superfície, onde é puxado suavemente, aumentando bem devagar a força aplicada, para determinarmos a força para qual o mesmo tende a começar a movimentar-se, conforme figura a seguir:

[pic 1]                    Figura 1 - Esquema de Montagem da primeira experiência.

Em seguida ainda nesta etapa, calibramos novamente o dinamômetro, agora com o valor de 5N, para medirmos o peso do bloco de madeira. Com estes valores encontrados, foram efetuados os cálculos necessários, para se chegar ao coeficiente de atrito entre as superfícies.

Segunda experiência

Após encontrarmos a força inicial que o bloco tende a se movimentar, repetimos o procedimento anterior, porém utilizando-se o dinamômetro já calibrado com 5N , invertemos as superfícies do bloco de madeira deixando , a superfície de borracha sobre a superfície de PVC. Realizando o mesmo processo, puxamos suavemente o dinamômetro e aumentando a força aplicada até encontrar a força inicial para qual o bloco iria se movimentar. Com este valor da força inicial, e o peso do bloco já encontrado na etapa anterior, determinamos novamente o coeficiente de atrito agora com a superfície e borracha voltada para baixo.

ANALISE DOS RESULTADOS

Realizado estes procedimentos foram anotados os seguintes valores medidos para cada experiência:

Primeira Experiência (Parte 1):

Peso do Bloco de Madeira: 2,30N (Newtons)

Força de Atrito (força que o bloco com superfície maior voltada para baixo tende-se a movimentar): 0,56 N (Newtons)

Segunda Experiência (Parte 1):

Força de Atrito (do bloco com superfície de borracha voltada para baixo tende-se a movimentar):    1,30 N (Newtons)

Cálculos e resultados:

Com os valores medidos e utilizando a equação abaixo, encontramos o seguinte valor para determinar o coeficiente de atrito, representado por µ(mí).

 (Equação 1)[pic 2]

Primeira Experiência: (Bloco de Madeira com a superfície maior voltada para baixo):

Substituindo pelos valores medidos temos:

                            [pic 3][pic 4][pic 5]

Segunda Experiência (Bloco de Madeira com a superfície de borracha voltada para baixo):

Substituindo pelos valores medidos na equação 1, temos:

                            [pic 6][pic 7][pic 8]

Com a realização da primeira parte desta pratica, foi possível perceber que o tipo de atrito que impedia o movimento do bloco se devia ao atrito estático, pois o bloco estava em repouso na superfície de PVC. Comparando os valores da primeira e da segunda experiência, é notável que o tipo de superfície, pode influenciar na força de atrito exercida, obedecendo assim a primeira e a segunda lei de atrito, como mencionado no início desta prática.

Parte 2 - Determinação do Coeficiente de Atrito Estático para duas superfícies e seus respectivos erros.

Após ser realizada a primeira parte desta prática, daremos início a segunda parte para determinação dos coeficientes de atrito, porém agora utilizando uma superfície de posição diferente da demonstrada na primeira etapa. Primeiramente um componente do grupo utilizando o manípulo, fixou a placa de PVC na rampa, deixando a rampa em horizontal. Em seguida foi colocado o bloco de madeira sobre esta superfície, primeiro com sua parte maior voltada para baixo. Um outro componente do grupo, foi aumentando levemente a inclinação da rampa até que o bloco começasse a deslizar sobre a mesma.