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Força de atrito, Notas de aula de Estática

A força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um objeto. ... Podemos calcular a aceleração do bloco utilizando a equação de. Torricelli:.

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Ronaldinho890
Ronaldinho890 🇧🇷

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Força de atrito
FÍSICA
A força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um
objeto. Ela pode ser estática, se o objeto está em repouso, ou
dinâmica, se o objeto está em movimento.
Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando
movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em
movimento. Essa dificuldade deve-se à 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. Veja o exemplo
de um bloco sobre uma superfície na figura abaixo:
A força de atrito age em sentido contrário ao da força que causa o movimento do bloco
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:
A força de atrito deve-se às rugosidades da superfície e do objeto
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Força de atrito

FÍSICA A força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um objeto. Ela pode ser estática, se o objeto está em repouso, ou dinâmica, se o objeto está em movimento. Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento. Essa dificuldade deve-se à 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. Veja o exemplo de um bloco sobre uma superfície na figura abaixo: A força de atrito age em sentido contrário ao da força que causa o movimento do bloco 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: A força de atrito deve-se às rugosidades da superfície e do objeto

A força de atrito depende de dois fatores:

  • Do tipo dos materiais que estão em contato : cada material tem suas características próprias. Quanto mais “lisos” ou “polidos” estiverem os objetos em contato, menor será a força de atrito. Essa propriedade é definida numericamente pelo coeficiente de atrito , que pode ser dinâmico ou estático, possuindo um valor diferente para cada material.
  • Força normal : trata-se da reação normal à superfície sobre a qual o corpo está apoiado e depende do peso do objeto. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito. Existem dois tipos de força de atrito: Força de atrito estático e Força de atrito dinâmico. Força de atrito estático Imagine que o bloco da figura acima esteja em repouso, mas deseja- se colocá-lo em movimento. Inicialmente se aplica uma força F, porém, ele continua em repouso, pois a força de atrito aumentará conforme se aumenta a intensidade da força F. Enquanto o bloco, mesmo sob a ação dessa força, continua em repouso, a força de atrito é denominada estática. Existe um determinado valor de F em que o bloco fica na iminência de movimento. Nesse ponto, a força de atrito é máxima e recebe o nome de força de atrito estático máxima. O movimento somente iniciará quando a força F for superior a essa força. A força de atrito estático é calculada com a equação:

Fatest = μest. N

Sendo:

• Fatest é a força de atrito estático;

• μest é o coeficiente de atrito estático;

• N é a Força Normal.

Veja na tabela abaixo alguns valores de coeficientes de atrito estático e dinâmico para diferentes tipos de materiais: Materiais μest μd Madeira sobre madeira 0,4 0, Gelo sobre gelo 0,1 0, Borracha sobre cimento seco 1 0, Aço sobre aço seco 0,8 0, Aço sobre aço lubrificado 0,1 0, Madeira sobre neve 0,5 0, A importância da força de atrito

  • O atrito, muitas vezes, é visto como algo negativo. Que ver alguns exemplos? O atrito provoca desgaste em peças de máquinas, em solas de sapato; para vencer, o atrito os automóveis gastam mais combustível, entre outros. Porém, sem o atrito, seria impossível realizar algumas atividades essenciais, como andar ou colocar um automóvel em movimento. Entenda a razão:
  • Uma pessoa, ao caminhar, empurra o chão para trás com os seus pés. Isso faz com que surja uma força atrito em sentido contrário, ou seja, o chão passa a exercer uma força sobre a pessoa, empurrando-a para frente. Se não houvesse o atrito, ocorreria algo de forma semelhante ao tentar andar sobre um chão muito bem encerado ou com sabão. As pessoas escorregariam e jamais conseguiriam andar.
  • Quanto as rodas de um automóvel começam a girar, passa a existir um atrito entre elas e o chão que as impulsiona para frente. Se não houvesse o atrito, as rodas girariam, mas o carro não se movimentaria.

Exemplos de aplicação:

  1. Um bloco de peso igual a 100 N é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal. Determine a intensidade da força de atrito da superfície sobre o bloco sendo o valor do coeficiente de atrito 0,4. Nesse caso, o atrito é dinâmico e como a superfície é horizontal, a Normal é igual ao Peso. Temos: N = P = 100 N μd = 0, Fatd = x Fatd = μd * N Fatd = μd * P Fatd = 0,4 * 100 Fatd = 40 N Resp.: Fatd = 40N
  1. Um corpo de massa 12 kg é abandonado sobre um plano inclinado formando 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano é 0,2. Qual é a aceleração do bloco? Dados: g = 10 m/s^2 , sen 30º = 0,5 e cos 30º = 0, m = 12 kg μd = 0, sen 30º = 0, cos 30º = 0, g = 10 m/s^2 a = x Devemos observar que: P = m * g No plano inclinado, N = PY Fat = μd * N PX = P * sen θ PY = P * cos θ FR = m * a Como o corpo desce o plano, fazemos: PX - Fat = m * a P * sen θ - μd * N = m * a m * g * sen θ - μd * PY = m * a m * g * sen θ - μd * P * cos θ = m * a m * g * sen θ - μd * m * g * cos θ = m * a 12 * 10 * sen 30º - 0,2 * 1 2 * 10 * cos 30º = 12 * a 120 * 0,5 – 24 * 0,8 = 12 * a 60 – 19,2 = 12 * a 40,8 = 12 * a a = 3,4 m/s^2 Resp.: a = 3,4 m/s^2