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1 DE 6 FÍSICA EXPERIMENTAL PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO Prof. Luciano Soares Pedroso Discente: BRUNA SALDANHA DIAS PEREIRA matrícula:20172330026 Data: 03/06/2022 Coeficiente de atrito estático entre superfícies São inúmeras as situações em que observamos o movimento de objetos deslizando sobre planos inclinados. Um plano inclinado é uma superfície inclinada em relação à horizontal, sobre as quais os objetos podem deslizar pela ação da força da gravidade. Exemplos: escorregadores, ladeiras, tobogãs e caçambas de caminhão descarregando. Para um plano inclinado, no qual se leva em consideração o atrito, temos a possibilidade de determinar o valor do coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície de contato utilizando-se do smartphone. Acione o experimento “inclinação” no aplicativo Phyphox e escolha a coleta de dados onde o smartphone esteja no plano. 2 DE 6 Providencie um bloco de madeira ou outro material onde possa acoplar o smartphone, conforme a figura abaixo e um local para servir de plano inclinado. Acione o botão play do experimento e vá inclinando vagarosamente a superfície, conforme a figura abaixo. 3 DE 6 Quando o sistema atingir o limite do coeficiente de atrito estático entre a superfície onde está o smartphone e a superfície do plano inclinado, o sistema entrará em movimento registrando o valor máximo da inclinação, conforme a figura abaixo. 4 DE 6 Para obter o valor máximo da inclinação basta clicar no gráfico “incline para cima/baixo” e este ocupará toda a tela do smartphone (zoom). Após o zoom, acione o botão “escolher dados” e clique sobre o valor máximo do gráfico para obter a inclinação que colocou o sistema em movimento. Com o valor do ângulo para a inclinação máxima, podemos obter, com boa aproximação, o valor do coeficiente de atrito estático entre as superfícies utilizando a equação 1. Para este exemplo, obtivemos um ângulo máximo de 24,06º, chegando ao valor do coeficiente de atrito estático entre as superfícies de tan 24,060 ≅ 0,45 , aproximando-se do valor registrado na literatura1 da área para o coeficiente de atrito estático entre madeira e madeira. Para o seu experimento: 1) Coloque seu smartphone em uma cadeira (proteja o aparelho com uma almofada no local de queda). Acione o experimento “inclinação” no Phyphox e vá inclinando a cadeira vagarosamente. Anote o valor do ângulo máximo quando o aparelho iniciar seu movimento. Agora, com ajuda da equação (1), descubra o valor do coeficiente de atrito estático entre seu smarphone (com ou sem capinha) e o material de fabricação da cadeira. Coloque os valores e os materiais na tabelinha abaixo. 1 SILVA, M .E. et al. ``Atrito: Salvando Aparências", in: Nilson M.D. (org), Atas do XV Simpósio Nacional de Ensino de Física, SBF, 2003, 593-601. 5 DE 6 Smartphone (com ou sem capinha) e material da cadeira Ângulo máximo Coeficiente de atrito estático Smartphone sem capinha e cadeira de plástico 15,28º ≈ 0,27 𝜇𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 = 𝑡𝑎𝑛 𝜃𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 (1) Determinação da equação: Link de bons vídeos que demonstram a equação: Vídeo 01: https://www.youtube.com/watch?v=lIB6uaU_cDc https://www.youtube.com/watch?v=lIB6uaU_cDc 6 DE 6 Vídeo 02: https://www.youtube.com/watch?v=fjqMwALR1dQ Questões: RESPONDA AS QUESTÔES UTILIZANDO-SE DO ESPAÇO QUE ESTÁ LOGO ABAIXO DE CADA UMA DELAS!! 01) Observando o experimento, responda: A massa do sistema bloco- smartphone é um fator importante para encontrar o coeficiente de atrito estático? O que motivou a sua resposta? R: SIM. Quanto maior a massa de um corpo maior será a força necessária para movê-la. E é necessário conhecer a massa para calcular a força e o coeficiente de atrito estático. 02) Caso ao invés da madeira sobre a madeira o experimento tivesse sido feito com a madeira sobre o vidro, você acredita que o coeficiente de atrito seria maior? O que motivou a sua resposta? R: Sim. A Superfície do vidro é mesmo poroso que a madeira, isso diminui a resistência do atrito com a madeira facilitando que o material deslize com maior facilidade. 03) Você saberia dizer se o coeficiente de atrito estático é maior, menor ou igual ao coeficiente de atrito cinético entre duas superfícies sólidas? O que motivou sua resposta? R: O coeficiente de atrito estático é sempre maior que o cinético. Isso significa que a força de atrito estático sempre será maior do que a força de atrito dinâmico e sempre será mais difícil iniciar o movimento de um corpo do que mantê-lo em movimento. 04) Experimente molhar a superfície do plano inclinado com uma mistura de água com detergente (ou condicionador para cabelo) e depois abandonar o sistema bloco+smartphone. O que ocorreu com o valor do coeficiente de atrito estático? O que motivou a sua resposta? https://www.youtube.com/watch?v=fjqMwALR1dQ 7 DE 6 R: A força de atrito deve-se a pequenas rugosidades que existem entre as superfícies e que são imperceptíveis macroscopicamente. Se utilizarmos uma mistura de água e detergente o valor seria maior pois faria com que o sistema deslizasse com maior facilidade sobre o plano inclinado
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