ATRITO ESTÁTICO
OBJETIVOS:
Determinar o coeficiente de atrito estático µe na iminência
de movimento entre um bloco de madeira e uma superfície metálica na horizontal.
Determinar também os
coeficientes de atrito dinâmico e estático entre duas superfícies em contato. Comprovar
as leis experimentais que resumem os fenômenos de atrito.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS USADOS
LEIS DE NEWTON
1ª Lei de Newton: Se nenhuma
força resultante atua sobre um corpo, a velocidade do corpo não pode mudar; ou
seja, o corpo não pode acelerar.
2ª Lei de Newton: A força
resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua
aceleração F = ma.
3ª Lei de Newton: Quando
dois corpos interagem, as forças exercidas por um sobre o outro são sempre
iguais em módulo e têm sentidos opostos.
LEIS
DE COULOMB DO ATRITO
1ª ) A força máxima de
atrito (força de contato tangencial) é proporcional à força (de contato) normal
entre duas superfícies em contato.
2ª ) O coeficiente de atrito
estático (µe) não depende da área das superfícies em contato, apenas
da natureza das substâncias que constituem essas superfícies.
MONTAGEM EXPERIMENTAL
1.
Bloco de madeira.
2.
Plano Inclinado.
3.
Base do Plano Inclinado.
4.
Sistema de apoio e roldanas para suspensão do
Plano Inclinado.
5.
Parafusos para nivelamento da base.
6.
Dinamômetro
comercial
EXPERIÊNCIA
a) Medir
e registrar o valor da massa do bloco de madeira.
b) Medir
10 vezes com o dinamômetro o valor da
força quando o bloco está em iminência
de movimento e anotar numa tabela.
c) Medir
50 vezes o ângulo de deslizamento do bloco de madeira e registrar na tabela de
medida de ângulos.
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REGISTRO DE DADOS
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|
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MEDIDA
|
FORÇA
|
|
1
|
0,82±0,1
|
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2
|
0,82±0,1
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|
3
|
0,82±0,1
|
|
4
|
0,85±0,1
|
|
5
|
0,80±0,1
|
|
6
|
1,00±0,1
|
|
7
|
0,60±0,1
|
|
8
|
0,85±0,1
|
|
9
|
0,90±0,1
|
|
10
|
0,82±0,1
|
|
Força média=
8,28/10 = 0,828 ≈ 0,83N
|
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|
MEDIDA
|
ÂNGULO θ
|
MEDIDA
|
ÂNGULO θ
|
|
01
|
36,0°±1,0°
|
26
|
27,0°±1,0°
|
|
02
|
23,0°±1,0°
|
27
|
28,0°±1,0°
|
|
03
|
24,0°±1,0°
|
28
|
26,0°±1,0°
|
|
04
|
21,0°±1,0°
|
29
|
30,0°±1,0°
|
|
05
|
22,0°±1,0°
|
30
|
28,0°±1,0°
|
|
06
|
22,0°±1,0°
|
31
|
30,0°±1,0°
|
|
07
|
24,0°±1,0°
|
32
|
28,0°±1,0°
|
|
08
|
23,0°±1,0°
|
33
|
27,0°±1,0°
|
|
09
|
31,0°±1,0°
|
34
|
30,0°±1,0°
|
|
10
|
26,0°±1,0°
|
35
|
30,0°±1,0°
|
|
11
|
29,0°±1,0°
|
36
|
29,0°±1,0°
|
|
12
|
27,0°±1,0
|
37
|
26,0°±1,0°
|
|
13
|
25,0°±1,0°
|
38
|
29,0°±1,0°
|
|
14
|
26,0°±1,0°
|
39
|
31,0°±1,0°
|
|
15
|
28,0°±1,0°
|
40
|
30,0°±1,0°
|
|
16
|
30,0°±1,0°
|
41
|
29,0°±1,0°
|
|
17
|
29,0°±1,0°
|
42
|
31,0°±1,0°
|
|
18
|
26,0°±1,0°
|
43
|
31,0°±1,0°
|
|
19
|
29,0°±1,0°
|
44
|
30,0°±1,0°
|
|
20
|
27,0°±1,0°
|
45
|
29,0°±1,0°
|
|
21
|
29,0°±1,0°
|
46
|
28,0°±1,0°
|
|
22
|
29,0°±1,0°
|
47
|
28,0°±1,0°
|
|
23
|
28,0°±1,0°
|
48
|
28,0°±1,0°
|
|
24
|
27,0°±1,0°
|
49
|
28,0°±1,0°
|
|
25
|
28,0°±1,0°
|
50
|
29,0°±1,0°
|
|
Ângulo médio θ = 1389°/50
à θ = 27,78° ≈ 27,8°
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|||
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RESULTADOS OBTIDOS
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Massa do bloco de madeira: 167,0 g
P = m.a à P = 0,167 . 9,87 à P = 1, 65 N
μe = tg θ à μe = tg 27,8° à μe = 0,58 ± 0,02°
Incerteza:
δμe = |sec θ| δθ à δμe = | 1 / cos 27,8|x 1,0° = (1/
0,8) x 1 = 1,25
(1,25 à 0,125 ≃0,1)
F = μe x N à N = F / μe à N = 0,83 / 0,58 = 1,43 N
δ N = m δg + g δμe à δ N = 0,167 x 0,001 + 9,87 x 0,1
= 0,000167 + 0,987
= 0,987
≃ 0,99 N
Σ Fx = P senθ – F = 0
= 1,65 x sen27,8° - 0,83
= 1,65 x 0,5 – 0,83
= - 0,005
Σ Fy = N – P cosθ = 0
= 1,43 – 1,65 x cós 27,8°
= 1,43 – 1,65 x 0,9
= 1,43 – 1,49
= - 0,06
|
Uma análise microscópica deste
fenômeno (atrito entre dois corpos) permite-nos verificar como as
irregularidades das superfícies em contato se chocam e se engrenam umas às
outras, dando efeito macroscópico do atrito.
Pode-se
esperar então, quando dois corpos se põem em contato, que a área real microscópica de contato seja
muito menor que a área aparente de contato macroscópica.
Referências:
HALLIDAY David, RESNICK Robert, Walker Jearl. Fundamentos
da Física 7ed. Vol 1. LTC Editora, 2006.
experimento 4
