Determinação Do Coeficiente De Atrito Estático

[ UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTEDA BAHIA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATA

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO

Jequié-Bahia

Julho-2014

Introdução;

A força de atrito é uma força de importância indiscutível, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé. A força de atrito atua na superfície de um corpo sempre se opondo a tendência de escorregamento ou deslizamento em relação à superfície de um plano. Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato entre duas superfícies, como por exemplo, o pneu de um automóvel e o asfalto. O pneu é aderente e o asfalto é áspero, e essa combinação gera uma força de atrito que fará o automóvel se movimentar sem derrapar pela pista. É possível observar na imagem a segui, a dificuldade existente por conta da força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. .

Define-se a força de atrito como uma força de oposição à tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as duas superfícies que estão em contato.

Figura 2

Sabemos que, quando dois corpos encostam-se, macroscopicamente, um no outro, acontece um fenômeno que chamamos de atrito estático. Para que um dos corpos possa iniciar um movimento sobre a superfície do outro, necessita-se de uma força mínima, chamada de força de atrito estático, que é dado pela multiplicação da força normal e o coeficiente de atrito. Esta força é inerente ao contato entre as superfícies dos corpos, e tem sentido oposto ao movimento.

A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o movimento. Observe na figura abaixo as irregularidades que existem no contato entre o bloco e a superfície:

Figura 2

A força de atrito estático ocorre quando a força aplicada não é suficiente para mover o objeto. Isso ocorre porque a força aplicada é igualada pela força de atrito. Por esse motivo, a força de atrito estático tem a sua intensidade variável.

Observe então, que apesar do atrito estático variar com a força aplicada, ele deve ter um valor máximo que, se for ultrapassado, acarretará no movimento do objeto.

As forças de atrito são muito importantes na vida cotidiana; provocam desgastes nas peças móveis das máquinas e são responsáveis pelo aumento da energia interna das mesmas, porque as peças aquecem. Por outro lado, sem atrito não haveria transmissão do movimento por correias, não poderíamos caminhar, nem escrever e até mesmo uma corrente de ar poderia fazer com que os móveis se movessem.

Objetivo;

Este experimento tem como objetivo determinar o coeficiente de atrito entre duas superfícies a partir do ângulo de inclinação de um plano na iminência de movimento de um objeto colocado sobre este plano. E observar a existência de uma força que interagem entre dois corpos chamada força de atrito.

Procedimento;

Colocou-se um bloco-carrinho em um plano horizontal, em seguida suspendeu-se uma das pontas do plano, inclinando-o lenta e suavemente até o bloco-carrinho movimentar-se. Depois mediu-se o ângulo da inclinação que fez o bloco se movimentar. E repetiu esse procedimento 5 vezes.

Posteriormente, o experimento foi repetido mais 5 vezes, deste vez foi adicionado uma massa de 50g ao carrinho-bloco.

Resultado e discussão;

Após a realização do experimento foram obtidos os seguintes resultados, expressos nas tabelas 1e 2 a seguir.

Tabela 1: Ângulos, obtidos no experimento com o carrinho sem peso adicional, e a tg de cada ângulo observado:

Ângulos Tg θ

24,60° 0,458

25,00° 0,466

24,50° 0,456

24,50° 0,456

22,90° 0,422

X= (∑x)/n

X= (∑▒tgθ)/n

X = 0,452 = µc

Ângulos Tg θ

19,50° 0,354

23,50° 0,435

21,50° 0,394

22,10° 0,406

24,50° 0,456

Tabela 2: Ângulos obtido no experimento após adicionar uma massa de 50 g ao carrinho:

X= (∑▒tgθ)/n

X = 0,409 = µc

Analisando os resultados percebe-se que a média do ângulo formado, foi menor no experimento envolvendo a adição de massa ao carrinho. No entanto, estes resultados são incoerentes, pois, de acordo com a teoria, o ângulo formado deveria ser o mesmo, uma vez que o coeficiente de atrito independe da massa do objeto, depende da natureza e do acabamento das superfícies. Este princípio é válido nesta prática. Sabe-se que, em um plano inclinado, a força de atrito depende da força normal e do coeficiente de atrito, assim quanto maior a massa maior será a força normal, e maior a força de atrito, porem o coeficiente de atrito será o mesmo independente da massa do objeto. Logo, a força mínima necessária para movimentar o objeto deve ser maior para um corpo de massa maior.

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