Atrito

Atrito
O atrito resulta da interacção entre dois corpos
Em física, o atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em
contato mecânico com outro, sendo ambos microscopicamente ou
macroscopicamente ásperos. Para existir a força de atrito deve haver movimentos
relativo entre os corpos em contato (atrito cinético), ou pelo menos a menos a
tendência de um se mover em relação ao outro (atrito estático) graças à ação de
outras força(s), externa(s) a ele(s) aplicadas. A força de atrito é sempre paralela às
superfícies em interação é causada pela oposição que a superfície de um dos corpos
opõe ao movimento relativo do outro.
Um gráfico demonstrando o atrito estático (primeiro segmento) antes de uma
frenagem e o atrito dinâmico (segundo segmento) durante a mesma frenagem
Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas
superfícies depende da Força Normal entre o objeto e a superfície; 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-se com força o dedo sobre o
tampo, o atrito aumenta e é mais difícil manter o dedo se movendo pela superfície.
Entretanto, ao contrário do que se poderia imaginar, mantidas as demais variáveis
constantes, a força de atrito não depende da área de contato entre as superfícies,
apenas da natureza destas superfícies e da força normal que tende a fazer uma
superfície "penetrar" (tenso) na outra.
A energia dissipada pelo atrito (sempre de forma irreversível) é completamente
convertida em energia térmica que leva ao aumento da temperatura dos corpos em
atrito.
Alguns Casos de Atrito
Rolha em garrafa
Nesse exemplo, para acharmos a força que o atrito exerce na rolha sobre a boca da
garrafa de vidro quando se tenta praticar a soltura da rolha de cortiça, precisamos
antes achar a área de contato entre a rolha e o bocal. Após obtermos esse dado por
contas matemáticas (superfície interna de um cilindro), é preciso achar também
conhecer a pressão exercida pela rolha no bocal. A pressão da rolha atuando sobre a
área de contato irá fornecer a Força Normal entre a rolha e o gargalo de vidro, e,
conhecendo-se esta força normal e também os os coeficientes de atrito, basta
utilizar a fórmula para obter a Força de Atrito (e a força que se tem que fazer )
para se abrir tal garrafa.
Atrito no plano inclinado
Quando um corpo está sobre um plano inclinado e sob ação exclusiva da gravidade, a
intensidade da Força Normal que se utiliza para calcular a Força de Atrito
corresponde à componente perpendicular ao plano de contato, que pode ser
calculada segundo a expressão:
onde θ é o ângulo de inclinação em relação à horizontal.Vale ressaltar que quando se
trata de um plano inclinado, o ângulo formado pelo plano inclinado e a horizontal
corresponde ao ângulo formado pelo peso do corpo sobre o plano e a sua componente
perpendicular ao plano inclinado, rotineiramente chamada de Py. Nesse
circunstância, a força de atrito que atuará sobre o corpo irá se opor ao
deslizamento ao longo da superfície do plano, e portanto estará orientada
paralelamente ao plano, para cima.
Velocidade máxima na curva
Para um carro em movimento circular uniforme a direção do atrito é sempre
perpendicular à reta tangente à circunferência no ponto em que o carro se encontra,
e o sentido aponta para o centro. A força de atrito é em verdade a força centrípeta
necessária ao movimento, e para calcular a velocidade máxima com a qual o carro
conseguirá fazer a curva usa-se a seguinte fórmula, obtida mediante a igualdade
entre a expressão para o cálculo da força de atrito estático máxima e a força
centrípeta necessária para a manutenção do movimento circular uniforme:
O terma ac.max é a aceleração centrípeta máxima aplicável ao carro pelo solo, e M a
massa do carro, e Vmax a máxima velocidade com a qual o carro fará a curva.
Substituindo-se a expressão para a força de atrito estático máxima, lembrando-se
que a normal é igual ao peso (Mg), e resolvendo, tem-se:
Repare que a velocidade máxima não depende da massa do carro. apenas da
gravidade local, do raio R da curva, e do atrito entre as superfícies, caracterizado
pelo coeficiente de atrito estático máximo.
Para um carro em movimento circular uniforme a direção do atrito é sempre
perpendicular à reta tangente à circunferência no ponto em que o carro se encontra,
e o sentido aponta para o centro. A força de atrito é em verdade a força centrípeta
necessária ao movimento, e para calcular a velocidade máxima com a qual o carro
conseguirá fazer a curva usa-se a seguinte fórmula, obtida mediante a igualdade
entre a expressão para o cálculo da força de atrito estático máxima e a força
centrípeta necessária para a manutenção do movimento circular uniforme:
. O terma ac.max é a aceleração centrípeta máxima aplicável ao carro pelo solo, e M
a massa do carro, e Vmax a máxima velocidade com a qual o carro fará a curva.
Substituindo-se a expressão para a força de atrito estático máxima, lembrando-se
que a normal é igual ao peso (Mg), e resolvendo, tem-se:
Repare que a velocidade máxima não depende da massa do carro. apenas da
gravidade local, do raio R da curva, e do atrito entre as superfícies, caracterizado
pelo coeficiente de atrito estático máximo.
Atrito dinâmico ou cinético
Chama-se de força de atrito dinâmico a força que surge entre as superfícies que
apresentam movimento relativo de deslizamento entre si. A força de atrito dinâmico
se opõe sempre a este deslizamento, e atua nos corpos de forma a sempre
contrariá-lo (tentar impedí-lo), mas nem sempre mostra-se oposta ao movimento
observado do corpo. Considere um menino que puxa um pequeno caminhão, que tem
sobre sua caçamba um pequeno cubo de madeira. A força responsável por colocar o
cubo em movimento quando o menino puxa bruscamente o caminhão, fazendo o cubo
escorregar pela caçamba, é a força de atrito, que neste caso atua na direção do
movimento do cubo - quando observado pela mãe do menino, suposta estática ao
chamá-lo .
Exemplo clássico também se encontra quando tem-se um carro se movendo em uma
estrada e o motorista frea bruscamente, de modo que as rodas sejam travadas. O
carro irá parar por causa da força de atrito que surge sobre os pneus graças ao
contato do pneus com o solo, e conforme esperado atua de forma a contrariar o
deslizamento dos pneus sobre a pista e de forma a contrariar o movimento do carro
em relação ao solo. Repare que a reação a esta força, a força de atrito sobre o solo,
tende a empurrar o solo para frente.
Escola Estadual Reynaldo Massi.
Alunos: Wésley, Tháis, Franciane, Mayara, Débora
e Laniele.
Série: 1° Ano “C”