Atrito

Poll without page-refresh

Article on other languages:

	del.icio.us
	Digg
	Furl
	Reddit
	Rojo
	Add to OnlyWire

O atrito resulta da interacção entre dois corpos

Em física, o atrito é uma força natural que atua apenas quando um objecto está em contacto com outro e sofre a ação de outra força que tende a colocá-lo em movimento. Esta força é causada pelo contacto dos dois corpos ou meio em que se move o corpo em movimento - neste caso especial, designado por viscosidade.

O atrito com uma superfície 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: se se pressionar com força o dedo, o atrito aumenta e o dedo pára.

Embora se oponham ao sentido do deslizamento entre as superfícies de contato, todas as formas de transporte que se deslocam sobre rodas não poderiam mover-se sem o atrito: é o atrito entre as rodas e o solo que permite às primeiras agarrarem-se ao solo, produzindo movimento pela troca de forças.Assim, a força de atrito pode assumir características de força motora,quando a sua ação proporciona o movimento de translação do corpo em relação a superfície, quanto de força resistente quando atua de modo a se opor ao movimento relativo das superfíces de contato. Pode parecer estranho afirmar que nenhuma força é precisa para manter um corpo em movimento quando um avião a jato se desloca a uma velocidade constante utilizando os seus poderosos motores. A razão é que a força dos motores que impelem o avião para frente é igualada pelo atrito com o ar através do qual o avião se movimenta; as duas forças equilibram-se de tal modo que nenhuma atua sobre o avião e ele, portanto continua a mover-se com uma velocidade constante. Ao aumentar o poder dos motores, o avião mover-se-á mais depressa, até que o atrito aumente de modo a corresponder à força desejada, movendo-se então, a uma maior mas constante velocidade.

Índice

1 Coeficiente de atrito
2 Atrito dinâmico
3 Atrito estático
4 Alguns Casos de Atrito
- 4.1 Rolha de champanhe
- 4.2 Atrito no plano inclinado
5 Ver também

Coeficiente de atrito

Demonstra o grau de rugosidade entre dois corpos. Trata-se de uma grandeza adimensional, ou seja, não apresenta unidade. Pode ser diferenciado em dinâmico, ou estático, de acordo com a situação que se encontra o sistema:

Coeficiente de atrito dinâmico: presente a partir do momento que o corpo efetua deslocamento. Representado por $\mu_d\,$ .
Coeficiente de atrito estático: presente quando o corpo se encontra na iminência do movimento, ou seja, no princípio da atuação da força externa. Para efeito de diferenciação, é representado por $\mu_e\,$ .

A associação dos módulos de cada um implica que o coeficiente de atrito dinâmico será menor ou igual ao coeficiente de atrito estático:

$\mu_d \le \mu_e\,$

Atrito dinâmico

Chama-se de força de atrito dinâmico a força que surge entre as superfícies que apresentam movimento relativo. A força de atrito dinâmico se opõe a este deslizamento entre as superfícies, não necessáriamente oposta ao movimento do corpo. Por exemplo: Quando um caixote está deslizando sobre uma superfície horizontal para a direita, a força de atrito dinâmico estará aplicada na superficie de contato do caixote e a superfície de apoio paralelamente a superfície e apontando para a esquerda.

Outro exemplo é quando um carro está se movimentando em uma estrada e decide frear bruscamente, de modo que as rodas são travadas. O carro irá parar por causa da força de atrito, que atua entre os pneus e o solo, nesse caso contrário ao deslizamento dos pneus e a pista. Já para o caso de um homem empurrando uma caixa deve-se considerar que: se a caixa está em repouso enquanto o homem aplica a força, a força de atrito entre a caixa e o plano de apoio será de atrito estático sendo contrária ao deslizamento da caixa para frente. Já para os pés do homem, a força de atrito estara atuando no sentido a impedir o deslizamento dos pés para trás, nesse caso a força de atrito estático está apontando para frente.

Caso a caixa esteja deslizando, a força de atrito entre a caixa e o plano será dinâmica e estará se opondo ao deslizamento, que nesse caso coincide com a oposição ao movimento da caixa. Para o caso dos pés do homem,considerando que mesmo empurrando a caixa não haja deslizamento em relação à superfície, a força de atrito continua sendo de caráter estático e nesse caso ela estará apontando para frente, ou seja, se opondo ao deslizamento dos pés e consequntemente favorável ao movimento do caixote. Essa força de atrito pode ser calculada pela seguinte expressão:

$F a t = μ d . N$ , onde $F a t$ , medida em Newtons, $μ d$ é o coeficiente de atrito dinâmico e $N$ a força que é normal à direção do movimento (no caso de o corpo estar em um plano horizontal, tem a mesma intensidade do peso do corpo, ou seja, $P = m . g$ e N=P somente em um plano horizontal, onde $m$ é a massa do objeto e $g$ é a aceleração do campo gravitacional no local).

Atrito estático

Chamamos de força de atrito estático a força que se opõe a deslizamento entre as superfícies. Por exemplo, podemos citar o deslizamento de uma caixa sobre uma superfície ou também o atrito entre o pneu de um carro quando este não está se movendo sobre a superfície. Quando se tenta empurrar uma caixa em repouso em relação ao solo, nota-se que dependendo da força que é aplicada sobre a caixa, esta não sai do lugar. Assim, pode-se concluir que há uma força que atua contra o movimento. Ela é denominada força de atrito estático.Há que se ter cuidado para não relacionar a força de atrito estático com um corpo necessariamente parado.

Ora, para mover a caixa, se for feita uma força igual ao atrito dinâmico, ela não sairá do lugar, pois as forças irão se anular. Então, conclue-se com isso que a força de atrito estático é maior que a de atrito dinâmico. Porém, na maioria dos casos, os seus valores são tão próximos que podemos considera-las aproximadamente iguais.

$F a t = μ e . N$ (análogo ao atrito dinâmico)

Alguns Casos de Atrito

Em alguns casos, como exercícios de vestibulares, é necessário calcular a força de atrito em situações especiais. Observe a seguir alguns exemplos:

Rolha de champanhe

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 a pressão exercida pela rolha no bocal. A pressão da rolha atua como a Força Normal sob a área de contato, e, sabendo essas duas informações e possuindo os coeficientes de atrito, basta utilizar a fórmula para obter a Força de Atrito quando se tenta 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 utiliza-se para calcular a Força de Atrito corresponde à componente perpendicular ao plano de contato, que pode ser calculada segundo a expressão:

$N = P \times cos(\theta)$ , 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 para baixo e, portanto, estará orientada paralelamente ao plano para cima.

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. Para calcular a Intensidade do Atrito usa-se a seguinte fórmula, desde que esteja-se em Movimento Circular Uniforme: