UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

IC 151 – Física Básica I

Renata Pontes Araújo

Engenharia Florestal

201103535-8

Turma: T02

Professor Isaías Gonzaga de Oliveira

Seropédica, 15 de Julho de 2014.

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Trabalho de Avaliação da disciplina

IC 151 – Física Básica I

Como montar um experimento

para determinar os coeficientes

de atrito estático e dinâmico.

Trabalho realizado pela aluna Renata Pontes Araújo, matrícula 201103535-8.

Curso de Engenharia Florestal, durante o período 2014/I.

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Introdução

A força de atrito (Fat) é uma força tangencial à trajetória e tem sempre sentido contrário ao

movimento ou à sua tendência e que surge à rugosidade (reentrâncias saliências muitas vezes

microscópicas) que surgem entre as superfícies que estão em contato.

Leis empíricas do atrito:

“A força de atrito se opõe ao movimento de um corpo que desliza apoiado sobre um

plano.”

“A força de atrito se opõe à tendência ao movimento de um corpo que apoiado sobre um

plano.”

A força de atrito é proporcional à força normal ( ) que o plano exerce sobre o corpo, ou

seja, ”.

A cinemática é o ramo da ciência que propõe um estudo sobre movimento, sem

necessariamente se preocupar com as suas causas. O estudo das causas de um movimento é

denominado dinâmica. Da dinâmica, temos três leis em que todo o estudo do movimento pode

ser resumido. São elas:

Primeira lei de Newton - a lei da inércia, que descreve o que ocorre com corpos que

estão em equilíbrio.

Segunda lei de Newton - o princípio fundamental da dinâmica, que descreve o que

ocorrer com corpos que não estão em equilíbrio.

Terceira lei de Newton - a lei da ação e reação, que explica o comportamento de dois

corpos interagindo entre si.

A intensidade da força de atrito, dentro de certos limites não depende da área aparente de

contato. Assim como, depois que o movimento foi iniciado, a força de atrito não depende da

velocidade.

Objetivo

Este trabalho tem por objetivo demonstrar como se monta um experimento para a

determinação dos coeficientes de atrito estático, cinético e dinâmico. Para isso, far-se-á o

seguinte:

1. Observar o comportamento da força de atrito estático e da força de atrito cinético entre

duas superfícies rígidas;

2. Medir estas forças com a utilização do dinamômetro;

3. Determinar os coeficientes de atrito correspondentes.

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Materiais

1 sarrafo, com as dimensões 1,5 cm x 4,5 cm x 1 m;

1 caixinha de madeira, com massa M conhecida;

5 bloquinhos com massas aferidas (entre 100 g e 400 g);

1 dinamômetro;

1 suporte para o dinamômetro;

1 roldana;

Fio;

Presilhas.

Métodos

Procure realizar este experimento em dupla, para facilitar a agilidade do mesmo. Faça a

montagem do experimento sobre uma mesa, conforme mostra a imagem no Anexo 1. Em

seguida, siga as instruções:

1. Coloque o sarrafo lentamente em movimento para a direita e desloque-o com velocidade

constante;

2. Enquanto você mantém o sarrafo em movimento uniforme, observe atentamente de que

forma varia a força indicada no dinamômetro com o transcorrer do tempo.

3. Registre o valor da força máxima indicada no dinamômetro para a situação em que a

carga ainda não se movimenta em relação ao sarrafo.

4. Registre também o valor da força indicada pelo dinamômetro depois que a carga está em

movimento em relação ao sarrafo, porém em repouso em relação à mesa.

5. Repita várias vezes a operação, para confirmar as observações e as medidas.

6. A partir das observações feitas, faça um esboço do gráfico da força em função do tempo

(Fxt) e indique os valores medidos.

7. Repita o procedimento de (1) a (6), utilizando outras cargas.

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Resultados e discussões

Após realização deste experimento, verifique:

a. O que representa a força máxima medida?

b. O que representa a força medida durante o deslizamento?

c. O que você pode concluir sobre o comportamento da força de atrito estático?

d. O que você pode concluir sobre a força de atrito cinético?

Para calcular o coeficiente de atrito estático e dinâmico, temos as seguintes fórmulas:

Conclusão

Podemos concluir que não é necessário saber a massa do objeto para determinar o

coeficiente de atrito estático, bastando saber o ângulo da iminência de movimento. O ângulo

encontrado é aproximado, isto é, um instante após o rompimento do atrito estático.

Da mesma forma, não é necessário saber a massa do objeto para a determinação do

coeficiente de atrito cinético ou dinâmico, conhecendo-se o ângulo em que ocorre o

deslizamento, a distância que o objeto deslizou e o tempo necessário para isso.

Geralmente para um dado par de superfícies, ou seja, a força de atrito que surge entre

duas superfícies em contato é maior quando as superfícies estão em repouso relativo, do que

quando existe movimento entre elas. Esses valores dependem, além da natureza das duas

superfícies em contato, do seu grau de polimento, da umidade, da contaminação, etc.

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Anexos

Anexo 1: imagem ilustrando como o experimento deve ser montado.

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Referências Bibliográficas

RESNICK, R., HALLIDAY, D., Fundamentos de Física: Mecânica, v. I. Rio de

Janeiro: LTC, 1991.

SEARS, F. W., ZEMANSKY, M. W., Física, v. 1. Rio de Janeiro: LTC, 1981.

SANTOS, S.M., Apostila de Física Experimental, UFRGS.

LOPES, A.M., POERSCHKE, N., MANDULÃO, P.M., RODRIGUES, T.S., 12º Rel Fís

Exp I – Determinação dos coeficientes de atrito estático e cinético, UFRR, Boa Vista, 2013.