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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Guilherme Ferreira Silva de Miranda Belo Horizonte, 2017 2 Guilherme Ferreira Silva de Miranda Física Experimental I: Relatório do Trabalho Prático VIII Relatório referente à aula de quinta, dia 21/09/2017, sobre movimento em uma dimensão, na disciplina de Física Experimental I, no curso de Engenharia Mecânica e de Controle e Automação, na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Professor: Euzimar Marcelo Leite Belo Horizonte, 2017 Resumo A força de atrito existe somente quando acontece uma interação mecânica entre as superfícies de dois corpos ou a tendência de movimento entre elas causada por outras forças externas, a energia produzida do movimento entre as superfícies são totalmente convertidas em forma de calor. Para o cálculo da força de atrito existem, além da força normal, dois tipos de coeficiente de atrito: coeficiente de atrito cinético (μc) e coeficiente d e atrito estático (μe), esses coeficientes dependem do material que compõem o corpo estudado. Todos os corpos que estudamos por mais lisos que sejam suas superfícies possuem rugosidade, essas rugosidades podem ser microscópicas ou macroscópicas. SUMÁRIO 4 5 1. INTRODUÇÃO A força de atrito é uma força de importância indiscutível, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé. Define-se a força de atrito como uma força de oposição à tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as duas superfícies que estão em contato. Força de atrito estático O atrito estático é aquele que acontece quando uma força age em um corpo sem fazer com que se mova. Imagine a seguinte situação: um corpo é puxado, mas a força com que é puxado não faz com que deslize na superfície. Isso indica que a força de atrito agiu impedindo o seu movimento. A força de atrito estático possui um limite máximo que é denominado força de atrito estático máximo, conforme demonstrado na expressão abaixo: Sendo que refere-se ao coeficiente de atrito estático e N à força normal que o corpo troca com a superfície de apoio. O coeficiente varia de acordo com as rugosidades da face do corpo apoiada e da superfície de contato – quanto mais rugosidades, maior será o coeficiente. Força de atrito cinético Assim como o caso mencionado acima, o atrito cinético foi brevemente explicado no começo desse texto. Mas vamos retomá-lo: chamamos de atrito estático quando um corpo sofre uma ação de movimento resultante de uma força F. 6 Imagine que um corpo, como por exemplo um baú, está recebendo uma força F exercida por suas mãos para arrastá-lo. Se ele entrar em movimento, significa que a força que você exerceu foi maior que o atrito, tornando o atrito cinético. Nesse caso, temos que N é a força normal que o corpo troca com a superfície do apoio e é o coeficiente de atrito estático. Assim como no caso anterior, o coeficiente é um número adimensional e que depende da quantidade de rugosidades da face do corpo apoiada e da superfície de contato. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1– Objetivo Geral Determinar os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a rampa. 2.2– PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Descrição do experimento: Para calcular o coeficiente de atrito cinético, foi-se medido o tempo que o bloco levaria para percorrer uma distância foi medido por um cronômetro, que se iniciava, automaticamente, quando o bloco atingia a distância desejada, os resultados foram anotados em uma tabela. Para o coeficiente de atrito estático, à inclinação da rampa foi sendo aumentadas até que o bloco se moveu, então o ângulo de inclinação foi anotado em uma tabela e o coeficiente calculado a partir da tangente deste ângulo. 2.3- RESULTADOS • Atrito estático Ângulo máximo=16º Tgθ=0,3=coeficiente de atrito estático • Atrito Cinético 7 Ângulo=25º Mc=tg25-(0,64/(976.cos25)=0,47 X(m) T(s) T²/2(s²) 0,05 0,280 0,0392 0,10 0,404 0,081608 0,15 0,463 0,107185 0,20 0,558 0,155682 0,25 0,617 0,190344 0,30 0,660 0,2178 0,35 0,697 0,242904 8 CONCLUSÃO Com tudo conclui-se que a força de atrito estática é maior que a força de atrito cinética, pois para que o corpo comece a se movimentar é necessário elevar a rampa continuamente até que o corpo desenvolva um a velocidade constante, e a partir do início do movimento pode-se diminuir um pouco o ângulo que o corpo permanecerá com velocidade constante, diminuindo a força de atrito estático. Porém devem ser considerados os possíveis erros de operação ou ainda a instabilidade do equipamento no instante em que se confere os resultados. O ângulo encontrado é aproximado, visto que a obtenção das medidas o correu quando o objeto começou a deslizar. .
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