Tema 5 Coeficiente de atrito

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FACULDADE DE CIÊNCIAS NATURAIS E MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
CURSO DE LICENCIATURA EM ENSINO DE FISICA
Laboratório de Mecânica Trabalho №5
Tema 5: Estudo sobre o coeficiente de Atrito
Objectivos:
 Determinar e comparar os coeficientes de atrito estático e cinético em
diferentes superfícies;
 Analisar experimentalmente a diferença entre força de atrito e coeficiente
de atrito;
 Demonstrar a influência de vários factores no valor do coeficiente de
atrito.
Resumo Teórico
Força de atrito estático - é a força de atrito que age entre superfícies em
repouso relativo.
Força de atrito cinética – é a força que age entre superfícies em movimento
relativo.
Coeficiente de atrito estático – é a grandeza adimensional que depende da
natureza de superfícies em contacto.
N
F est
est
Coeficiente de atrito cinético - é a razão entre o modulo da força do atrito
cinético e o modulo da força normal entre as superfícies.( segundo Tipler)
Quando o bloco esta em movimento a força de atrito que actua sobre ele e
denominada força de atrito cinético.
N
F cin
cin 
Coeficiente de Atrito Estático - est (Método 1)
O corpo suspenso representado na figura, exerce sobre o fio uma força igual ao
1
seu peso Fg2, que se pode fazer variar. Estando ele em repouso, a tensão do fio
tem módulo igual a Fg2 e considerando o fio inextensível, essa tensão é
transmitida ao longo de todo o fio e actua portanto, sobre o bloco colocado na
mesa. Estamos pois, a exercer sobre o bloco uma força de módulo igual a Fg2.
Enquanto Nest FFg .2  , o bloco não se move, aumentando gradualmente Fg2,
atingir-se-á o valor Nest FFg .2  e, então, o bloco entrará em movimento. Temos
então que:
 Nest FFg .2 
1
2
Fg
Fg
est com NFFg 1
Coeficiente de Atrito Cinético - cinetico (Método 2)
Podemos usar os mesmos processos para determinar o coeficiente de atrito
cinético com pequenas alterações.
Aumenta-se gradualmente a força Fg2 dando simultaneamente pequenas
pancadas sobre a mesa até que se rompe instantaneamente o contacto.
O valor de Ncinetico FFg .2  para o qual o corpo começa a mover-se nestas
condições, permite-nos saber o coeficiente de atrito cinético.
2
 Ncinetico FFg .2 
1
2
Fg
Fg
cinetico  com NFFg 1
Material necessário
 Bloco de madeira
 Superfícies metal e plástico
 Balança
 Massas
 Dinamómetro
 Tábua ou mesa
Procedimentos:
a) Determinação de estatico pelo método 1 com superfícies diferentes.
1. Meça a massa do bloco 1m sem e com superfície de metal e plástico;
2. Coloque o bloco na pista de madeira (Tábua ou mesa);
3. Vá aumentando gradualmente o valor dos pesos suspensos até que o
bloco na pista comece a deslocar-se;
4. Registe na tabela 1 a massa do conjunto de pesos 2m que provocou o
deslocamento ;
5. Repita o procedimento 3, cinco vezes;
6. Mude as superfícies do bloco;
7. Repita os procedimentos 2 a 6;
8. Calcule o estatico e o seu respectivo erro.
Tabela 1
1m (g)
 gm 2
 gm 2

estatico
1 2 3 4 5
Superfície de
madeira
Superfície plástica
3
Superfície de metal
b) Determinação de cineticoo pelo método 2 com superfícies diferentes
1. Repita todo procedimento do método 1, dando pancadas sobre a mesa
para romper instantaneamente o contacto a medida que for aumentando
o valor dos pesos suspensos;
2. Preenche a tabela 2;
3. Aumente a massa do bloco em 50g e depois em 100g;
4. Repita o procedimento só para superfície de madeira;
5. Calcule cineticoo e o seu respectivo erro;
Tabela 2
1m
(g)
 gm 2  gm 2

estatico
1 2 3 4 5
Superfície de madeira
Superfície plástica
Superfície de metal
Superfície de madeira +
50g
Superfície de madeira
+100g
4
c) Independência de atrito cinético da extensão da área de contacto.
Procedimentos
1. Puxe o bloco (5 vezes ) e registe o valor indicado pelo dinamómetro no
instante em que se inicia o movimento nas posições indicadas pela figura;
2. Compare as forças médias e tira as conclusões sobre a relação aF e a
extensão da área em contacto.
Tabela 3
iF  NF

1 2 3 4 5
Posição
1
Posição
2
5
Posição
3