Relatorio de força de atrito

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1 – Introdução
A muito tempo os pré-históricos quando descobriram o fogo também descobriram a força de atrito, já que o choque entre duas pedras produzia faíscas, com isso os nossos primitivos deixavam folhas e galhos secos próximos as faíscas produzidas para que o fogo fosse produzido.
 Mas foi o artista, inventor e cientista italiano Leonardo da Vinci (1452-1591) quem primeiro estudou o atrito nas máquinas que construiu. Ele chegou a enunciar as seguintes leis: 
1) O atrito provocado pelo mesmo peso terá a mesma resistência no início do 
movimento, embora as áreas ou comprimento de contato sejam diferentes; 
2) O atrito provoca o dobro do esforço se o peso for dobrado;
 3) O atrito depende da natureza dos materiais em contacto.
Em 1699, o físico francês Guillaume Amontons (1663-1705) reencontrou as leis do atrito DaVinciana. Em 1781, o físico francês Charles Augustin Coulomb (1736-1806) realizou experiências sobre atrito, em decorrência das quais confirmou as três leis de Da Vinci-Amontons, bem como enunciou a quarta lei: 
4) A força de atrito é independente da velocidade, uma vez o movimento iniciado. 
Desse modo, mostrou que havia uma diferença entre o atrito estático e o atrito dinâmico. Hoje, essas leis são resumidas no seguinte conjunto de equações:
Fi = me  N ,    Fe  £ me  N ,    Fd  £ md N ,   Fe ¹ Fd  ,    me  > md ,
Onde Fi, indica a força inicial necessária para vencer as ligações moleculares (“soldas”) entre as superfícies de contato. Fe e Fd representam, respectivamente, as forças de atrito estática e dinâmica. O me e md significam, respectivamente, os coeficientes de atrito estático e dinâmico, que vai depender do tipo de material em contato. E o N é a reação normal entre as superfícies contactantes, e é calculada por intermédio da lei da ação e reação formulada por Isaac Newton (1642 – 17270), em 1687.
 A força de atrito estático é uma força que aparece quando dois corpos estão em contato e eles não apresentam movimento relativo. Ela pode ter valores menores ou iguais ao produto do coeficiente de atrito entre as duas superfícies multiplicadas pela força normal. Assim:
Fe  ≤ µe . N 
Assim a força de atrito estático tem um valor máximo e quando esse número é atingido, identifica-se que o copo está na iminência de movimento, ou seja, quando esse valor é superado, o corpo entra em movimento. Nessa etapa do fenômeno, a força de atrito é igual à força de atrito estática máxima que pode ser calculada como:
F= FeMax = µe . N
Podemos observar o atrito em muitas coisas que fazemos como, por exemplo: quando acendemos um fósforo, quando caminhamos, quando escrevemos, quando um motor de carro funciona e até mesmo quando soltamos um corpo no ar.
2 – Objetivos
Determinar a dependência da força de atrito com a área de contato entre duas superfícies;
Determinar a força de atrito estático entre duas superfícies, usando-se um dinamômetro e o ângulo de inclinação de uma rampa;
Medir os coeficientes de atrito estático tanto no plano horizontal quanto no plano inclinado.
3 – Materiais e Métodos
3.1 - Materiais
Plano inclinado;
Plano horizontal;
Bloco de madeira;
Dinamômetro;
Massas aferidas;
Balança.
 
Dinamômetro Massas aferidas
Plano Horizontal Plano Inclinado com o bloco
3.2 – Métodos
Em um laboratório científico foi realizado o experimento de força de atrito estático em dois planos, o primeiro foi feito no plano horizontal e o segundo em um plano inclinado. No primeiro experimento, com o auxilio de um dinamômetro, fez – se movimentar um bloco com massas aferidas a fim de determinar a força estática máxima de cada massa correspondente, observando e anotando os valores da força quando o atrito estático chegava ao máximo, ou seja, quando até o momento em que a força aplicada no bloco seja igual ao produto do coeficiente de atrito entre as duas superfícies. Foram cinco massas diferentes e cada uma delas foi tirada cinco medidas. No segundo experimento, utilizando outro bloco, e com um transferidor no vértice do plano, inclinamos o instrumento com o bloco até ocorrer uma movimentação, obtendo assim a força estática máxima, medindo assim cinco vezes para cada uma das duas massas utilizadas.
4 – Resultados e Discussões
Força de Atrito Estático
 
 	
 
 
 
2º Lei de Newton 
Em modulo 
1ª massa → 0,09802 x 9,78 = 0,9586 N
2ª massa → 0,10842 x 9,78 = 1,0603 N
3ª massa → 0,11834 x 9,78 = 1,1573 N
4ª massa → 0,12879 x 9,78 = 1,2595 N
5ª massa → 0,13797 x 9,78 = 1,3493 N
MASSA 1 
Cálculo da média, desvio padrão, Incerteza tipo A, Incerteza combinada. 
Média 
Desvio Padrão 
Incerteza tipo A 
 N
Incerteza combinada 
MASSA 2
Cálculo da média, desvio padrão, Incerteza tipo A, Incerteza combinada. 
Média 
Desvio Padrão 
Incerteza tipo A 
 N
Incerteza combinada 
MASSA 3
Cálculo da média, desvio padrão, Incerteza tipo A, Incerteza combinada.
Média 
Desvio Padrão 
Incerteza tipo A 
 
Incerteza combinada 
MASSA 4
Cálculo da média, desvio padrão, Incerteza tipo A, Incerteza combinada. 
Média 
Desvio Padrão 
Incerteza tipo A 
 N
Incerteza combinada 
MASSA 5
Cálculo da média, desvio padrão, Incerteza tipo A, Incerteza combinada. 
Média 
Desvio Padrão 
Incerteza tipo A 
 N
Incerteza combinada 
Força de Atrito Estático – Plano Inclinado
 
 
 
 
MASSA 1
Cálculo da média, Desvio Padrão, Incerteza tipo A e Incerteza Combinada para os ângulos.
Média 
Desvio Padrão 
	
Incerteza Tipo A
Incerteza Combinada 
MASSA 2
Cálculo da média, Desvio Padrão, Incerteza tipo A e Incerteza Combinada para os ângulos.
Média 
Desvio Padrão 
	
Incerteza Tipo A
Incerteza Combinada 
Cálculo do Coeficiente de Atrito 
Cálculo para encontrar o coeficiente de atrito da massa 1
Cálculo para encontrar o coeficiente de atrito da massa 5
4.1 – Discussão
Nessa parte dos cálculos utilizamos as fórmulas da média, do desvio padrão, da incerteza tipo A, da incerteza combinada e o cálculo do coeficiente de atrito. Obtemos assim dez médias, dez desvio padrão, dez incertezas tipo A, dez incertezas combinada e dois coeficientes de atrito.
Na média, somamos as cinco forças obtidas de cada medida, determinando assim dez médias diferentes para cada força ( sendo cinco para o plano horizontal e cinco para o plano inclinado), e em seguida dividimos o resultado da soma da força por 5. E assim encontramos as médias das marcações.
No desvio padrão (σ), utilizamos o resultado da média, subtraímos por cada deformação obtida, logo em seguida, elevamos cada resultado ao quadrado e depois de fornecido o número dessa elevação retirou – se a raiz quadrada do número obtido e por último fizemos uma divisão por 4 (já que na fórmula, seu denominador é 5-1 = 2, porque foram cinco medições de força para cada um dos pesos). E assim encontramoso desvio padrão de cada uma das medidas para cada plano.
Na incerteza tipo A (σA), fizemos uma divisão do resultado obtido no desvio padrão pela raiz quadrada de 5 (quantidade de medidas para cada um dos cinco pesos que medidos). Retiramos a raiz do número 5 e efetuamos a divisão desses números. Encontrando assim, a incerteza tipo A de cada uma das forças medidas.
Na incerteza combinada (σC), fizemos uma soma dos quadrados do desvio padrão e a incerteza do aparelho (que no caso, consideramos por σB = 0,005mm), e depois tiramos a raiz quadrada do número obtido dessa soma. E assim, acharam-se as incertezas combinada de cada força obtida, tanto no plano horizontal e quanto no plano inclinado.
O coeficiente de atrito no plano inclinado foi calculado através da tangente que foi a média das cinco medidas tiradas no plano inclinado.
 TABELA
	PLANO HORIZONTAL
	
M(kg)
	
P(N)
	F (N)
	
 (N)
	 (N)
	
	
	
	F1
	F2
	F3
	F4
	F5
	
	
	
	0,09802 
	0,9586 
	0,24
	0,26
	0,23
	0,23
	0,24
	0,24
	0,007416
	0,24 0,007416
	0,10842
	1,0603
	0,35
	0,36
	0,34
	0,33
	0,35
	0,35
	0,0074116
	0,35 0,0074116
	0,11834
	1,1573
	0,55
	0,53
	0,56
	0,52
	0,57
	0,55
	0,010723
	0,55 0,010723
	0,12879
	1,2595
	0,44
	0,42
	0,45
	0,44
	0,43
	0,44
	0,007416
	0,44 0,007416
	0,13797
	1,3493
	0,53
	0,54
	0,56
	0,52
	0,53
	0,54
	0,00866
	0,54 0,00866
	PLANO INCLINADO
	
M (kg)
	
P (N)
	 (°)
	
 (°)
	
 (°)
	
	
	
	 1
	 2
	 3
	 4
	 5
	
	
	
	0,09802 
	0,9586 
	32º
	30º
	30º
	29º
	29º
	30º
	0,74º
	30º 0,74º
	0,13797
	1,3493
	27º
	26º
	26º
	26º
	27º
	26,4º
	0,56º
	26,4º 0,56º
 GRÁFICO DO PLANO HORIZONTAL
	
	 (N)
	Peso (N)
	A
	0,30
	0,97
	B
	0,17
	0,97
	C
	0,46
	1,34
	D
	0,065
	1,34
	Reta AC
	 (AC)
	0,16
	Reta BD
	 (BD)
	0,48
 
5 – Conclusão
6 – Referências
Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fa.php>. Acesso dia 14/06/2015.
Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/forca-atrito.htm>. Acesso dia 14/06/2015.
Disponível em: <http://www.infoescola.com/mecanica/forcas-de-atrito/>. Acesso dia 14/06/2015.
Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/fisica/forca-atrito.htm>. Acesso dia 14/062015.