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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP BRUNO RODRIGUES FERREIRA CLÁUDIO DONIZETI AGUIAR PABLO FRANCISCO AMARO RANDERSON JULIANO DE A. NORONHA RYAN FERREIRA DE LIMA WELLINGTON GABRIEL DE MELO SILVA LABORATÓRIO DE TÓPICOS DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL PRÁTICA: ATRITO SÓLIDO SÃO JOSE DO RIO PARDO 2019 BRUNO RODRIGUES FERREIRA CLÁUDIO DONIZETI AGUIAR PABLO FRANCISCO AMARO RANDERSON JULIANO DE A. NORONHA RYAN FERREIRA DE LIMA WELLINGTON GABRIEL DE MELO SILVA LABORATÓRIO DE TÓPICOS DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL PRÁTICA: ATRITO SÓLIDO Relatório apresentado à UNIP – Campus São José do Rio Pardo referente à disciplina de TFGE - Laboratório, como parte dos requisitos para avaliação bimestral, no Curso de Engenharia Ciclo Básico. SÃO JOSE DO RIO PARDO 2019 LISTA DE FIGURAS Figura 1- Força de Atrito.............................................................................................. 4 Figura 2 – Modulo de Força ........................................................................................ 5 Figura 3-Atrito estático e atrito cinético ....................................................................... 7 Figura 4 - Cálculo do Atrito .......................................................................................... 9 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 4 2. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................. 6 2. 1 Atrito Sólido ....................................................................................................... 6 3. MATERIAS E MÉTODOS ............................................................................... 7 3.1 Equipamentos usados para a realização do experimento ............................... 7 3.2 Procedimentos experimentais ........................................................................ 7 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................... 8 5. CONCLUSÕES ................................................................................................. 11 6. REFERÊNCIAS ............................................................................................... 12 4 1. INTRODUÇÃO Para que um objeto se mova, é preciso aplicar uma força sobre ele, puxando ou empurrando. Mas nem sempre ele se move. Isso acontece porque começa a atuar sobre o objeto uma força contrária, a força de atrito. Figura 1: força atrito Fonte:mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm Essa força tem duas classificações: Força de atrito cinético (ou dinâmico): É a força que surge em oposição ao movimento do objeto. Força de atrito estático: É a força que atua sobre o objeto que está em repouso e que dificulta ou impede que o movimento inicie. O módulo da força de atrito estático ou cinético depende principalmente de dois fatores: Do módulo da força normal em relação as superfícies de contato; Módulo de força normal 5 Figura 2: Modulo de Força Fonte:mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm Dos materiais que constituem essas superfícies. Pelo conhecimento desses materiais é possível definir o coeficiente de atrito entre eles. Após conhecer esses coeficientes, podemos definir a formula a ser utilizada. Para calcular a força de atrito cinético, utilizamos a fórmula: Fat = μc . N Onde μc é o coeficiente de atrito entre as duas superfícies. A força de atrito estático é calculada pela fórmula: Fat = μe. N Onde μe é o coeficiente de atrito estático entre as duas superfícies. É usado Newton no sistema Internacional de medida de força e atrito. Já os coeficientes de atrito e cinético, são adimensionais, números puros que não possuem unidade de medida. A força de atrito deve-se a pequenas rugosidades que existem entre as superfícies e que são imperceptíveis macroscopicamente. São as responsáveis pela força de atrito, dificultando, assim, o movimento dos objetos. O atrito, muitas vezes, é visto por nós como algo negativo, como por exemplo, no desgaste provocado pelo atrito nas solas dos sapatos. Se não houvesse o atrito, seria impossível realizar tarefas simples do nosso cotidiano, como andar ou colocar um automóvel em movimento. Conforme andamos, empurramos o chão para trás com os pés, e o chão, por sua vez, exerce uma força de atrito sobre a pessoa, empurrando-a para frente. Caso não houvesse o atrito, ficaríamos deslizando no chão sem sair do lugar. 6 2. REFERENCIAL TEÓRICO 2. 1 Atrito Sólido Vamos começar falando um pouco sobre atrito. Atito é uma condição onde um corpo ira resistir a determinado movimento contrário a ele. O atrito é gerado pela rugosidade que existe quando dois corpos se movimentam em direção contrarias e sempre de modo paralelo. Mesmo estando paralelas, a força de atrito dependera da força normal, elemento vertical da força, quanto maior a força normal, maior será o atrito. Ao contrario do que se pensa a força de atrito não depende da área de contato entre os corpos, mas sim da naturezas dessas faces e da força normal que evita que uma face “penetre” a outra. A força de átrio dependera de dois fatores, o tipo de material e sua força normal. Toda matéria tem sua característica própria. O objeto que estiver mais liso ou polido terá sua força de atrito cada vez menor, e quanto maior sua força normal maior será seu atrito. Ha apenas dois tipos de forças, força de atrito estático e o dinâmico. Atrito dinâmico é a força que surge entre as faces que se movimentam apresentando um deslizamento entre si. A força dinâmica sempre se opusera a esse movimento de deslizamento, e se aplica nos corpos sempre de modo contrario. Já o atrito estático será uma força que tentara resistir logo no inicio do movimento ou o rolamento de uma face sobre outra. Mas o atrito em maioria das vezes é visto como algo negativo. Como por exemplo. O atrito causa desgaste em inúmeras peças de maquinas, os automóveis gastam mais combustível pelo atrito, entre diversos outros exemplos. Contudo sem atrito algumas atividades seriam impossíveis de se fazer. Para o caso de um homem empurrando uma caixa deve-se considerar que, se a caixa ainda 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 a força de atrito sobre a caixa contrária à tendência de deslizamento da caixa para frente. Da mesma forma, sobre os pés do homem, a força de atrito estará atuando no sentido a impedir o deslizamento dos pés para trás, mas nesse caso a força de atrito 7 estático sobre os pés estará apontando para frente, tentando impor movimento ao homem (e à caixa). Caso a caixa deslize, a força de atrito sobre a caixa devido ao atrito com a base de apoio será uma força de atrito agora dinâmica. Figura 3: Atrito estático e atrito cinético Fonte: http://www.notapositiva.com/old/pt/trbestbs/fisica/09_efeito_rotativo_d.htm Portanto podemos concluir que o atrito assim como tudo que existe e que nos cerca tem seu lado bom e ruim, porém são necessários para que ambas partes funcionem. 3. MATERIAS E MÉTODOS 3.1 Equipamentos usados para a realização do experimento - Plano inclinado; - Bloco; - Calculadora Científica; - Nível magnético angular. 3.2 Procedimentos experimentais Para que se pudesse medir o coeficiente de atrito estático, utilizamos um bloco sobre um plano inclinado. https://pt.wikipedia.org/wiki/Caixa 8 Conforme aumentava o ângulo do plano inclinado, a força aplicada sobre o bloco aumentava e forçava o blocopara baixo. A um determinado ângulo, o bloco entrava em movimento e em seguida parava devido o atrito com o plano inclinado. Utilizando o nível magnético angular para medir em quantos graus estava a inclinação do plano e essa inclinação foi encontrada 6 vezes seguidas em angulações diferentes, o resultado encontrado foi colocado em uma tabela e em seguida com uma calculadora científica entramos a tangente de cada ângulo. Para encontrar a angulação média, somamos os 6 valores das tangentes obtidas e dividimos por 6, encontrando o valor médio. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES A figura a baixo, nos mostra como os cálculos foram efetuados para que chegássemos ao seu resultado final através do experimento. Primeiro passo foi projetar uma tabela, para que os seis resultados que encontrássemos fosse preenchido na mesma, onde encontrando o ângulo de inclinação transformaríamos para seu valor em Tg°. Calculando o valor médio das Tg°. 9 Figura 4- Cálculo do Atrito Fonte: Própria 10 Através dos ângulos encontrados e transformados em Tg°, com uma calculadora cientifica podemos concluir nosso experimento usando a formula matemática para se encontrar a média de qualquer valor. Após toda a análise, podemos concluir seu valor médio, onde o valor final encontrado é uma contraprova que o calculo feito em laboratório está correto. 11 5. CONCLUSÕES A partir desse experimento, podemos concluir que, não precisamos da massa do objeto para saber o coeficiente de atrito estático, precisamos saber apenas o ângulo aproximado do objeto, isso ocorre quando ele está deslizando na horizontal a um certo ângulo chamamos de ângulo limite e máximo, resultando em tangente fazendo esse processo várias vezes, podemos observar que o ângulo varia por causa do atrito e força da gravidade, utilizando os resultados dos ângulos e aplicando à tangente neles, depois somando e dividindo pela quantidade podemos encontrar o valor aproximado 12 6. REFERÊNCIAS Atrito. Disponível em : <https://pt.wikipedia.org/wiki/Atrito#Atrito_est%C3%A1tico >. Acesso em 20 de Maio de 2019, as 18:00. Força de Atrito. Disponivel em :<https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca- atrito.htm>. Acesso em 25 de Maio de 2019, as 21:00. Força de Atrito. Disponível em: <mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/forca- atrito.htm>. Acesso em 20 de Maio de 2019, as 17:00. Disponível em :https://www.ebah.com.br/content/ABAAABFYcAC/relatorio- determinacao-coeficiente-atrito-estatico. Acesso em 30 de Maio de 2019, as 17:30 Disponível em: encurtador.com.br/pqNOV. Acesso em 02/06/2019, as 17:00. https://pt.wikipedia.org/wiki/Atrito#Atrito_est%C3%A1tico https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm https://www.ebah.com.br/content/ABAAABFYcAC/relatorio-determinacao-coeficiente-atrito-estatico https://www.ebah.com.br/content/ABAAABFYcAC/relatorio-determinacao-coeficiente-atrito-estatico
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