EXPERIMENTO: A PRIMEIRA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON E NOÇÕES SOBRE AS FORÇAS DE ATRITO.

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ESTÁCIO- VENDA NOVA
FISICA I - Prof.ª INGRID BARCELOS
EXPERIMENTO: A PRIMEIRA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON E NOÇÕES SOBRE AS FORÇAS DE ATRITO.
Data de realização: 24/11/2016
Nome dos Alunos que realizaram a experiência: 
Curso: Engenharia civil. 2º Período Noite
INTRODUÇÃO
Ao empurrar uma caixa sobre uma mesa é notório que ela só se movimenta enquanto estiver exercendo sobre ela uma força. Se a força cessar, ou seja, se parar de empurrá-la, ela logo para. Tal observação levou o filósofo grego Aristóteles a estabelecer a seguinte conclusão: “Um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força”.
Galileu Galilei dizia que o estudo sobre os movimentos requeria experiências mais cuidadosas. Após a realização de vários experimentos Galileu percebeu que sobre um livro que é empurrado, por exemplo, existe a atuação de uma força denominada de força de atrito, e que tal força é sempre contrária à tendência do movimento dos corpos. Assim, ele percebeu que se não houvesse a presença do atrito o livro não pararia se cessasse a aplicação da força sobre ele, ao contrário do que pensava Aristóteles. As conclusões de Galileu podem ser sintetizadas da seguinte maneira: se um corpo estiver em repouso, é necessária a aplicação de uma força para que ele possa alterar o seu estado de repouso. Uma vez iniciado o movimento e depois de cessado a aplicação da força, e livre da ação da força de atrito, o corpo permanecerá em movimento retilíneo uniforme (MRU) indefinidamente.
PRIMEIRA LEI DE NEWTON
Segundo HALLIDAY (1994, p.74), “A primeira Lei de Newton sendo nula a resultante das forças que agem sobre um corpo, é possível encontrar um conjunto de sistemas de referência tais que o corpo não tenha aceleração”.
Durante séculos, o estudo do movimento e suas causas tornaram-se o tema central da filosofia natural. Entretanto, somente na época de Galileu e Newton foi realizado extraordinário progresso na solução do mesmo.
MASSA INERCIAL
 A inércia é a propriedade da matéria relacionada com a tendência de um corpo permanecer em repouso ou em movimento uniforme. Um exemplo é dois cilindros grandes, maciços, de mesmo tamanho; um deles de cortiça e outro de aço. Se empurrar os dois cilindros sobre uma superfície horizontal, áspera, certamente fará mais força para provocar o rolamento do cilindro de aço. Por exemplo, se determinada força atuar sobre um corpo de 3 kg provocará uma aceleração de 4 m/s², e se a mesma força, aplicada a uma massa de 6 kg, provocará uma aceleração de 2 m/s². É importante ressaltar que o peso de um corpo é igual à força da gravidade que atua sobre o corpo e varia com a sua localização.
FORÇAS DE ATRITO
Imagina-se um bloco sobre uma mesa horizontal. Se aplicar uma força horizontal externa F ao bloco, agindo para a direita, o bloco ficará estacionário se F não tiver módulo muito grande. A força que impede o movimento do bloco, e que atua para a esquerda, é a força de atrito, f. Enquanto o bloco estiver em equilíbrio, f = F. Tendo em vista que o bloco permanece estacionário, essa força de atrito é denominada força de atrito estático, fe. A experiência mostra que tal força provém das irregularidades das superfícies, que só propiciam o contanto em alguns pontos. Na realidade, a força de atrito é muito mais complicada do que aparece nesta exposição, pois envolve forças eletrostáticas entre átomos ou moléculas das superfícies em contato.
Se o módulo de F aumentar o bloco, em certo instante, principia a deslizar. Quando o bloco estiver quase deslizando, fe é um máximo. Sendo F maior que femáx, o bloco se move e acelera para a direita. Sendo
ATRITO
 De forma mais resumida possível, atrito é a fricção entre duas superfícies. Isso ocasiona certa resistência ao movimento. De uma forma mais completa, o atrito é um estado de aspereza ou rugosidade entre dois sólidos em contato, que permite a troca de forças em uma direção tangencial à região de contato entre os sólidos. Desse modo: O fato de existir atrito entre dois sólidos não implica, necessariamente, a existência de uma força de atrito entre eles.
O sentido da força de atrito é sempre contrário ao deslizamento ou à tendência de deslizamento entre sólidos em contato
ATRITO ESTÁTICO
Ocorre entre dois sólidos que existe atrito e, embora não haja movimento relativo entre eles, há uma tendência de deslizamento, isto é, há uma solicitação ao movimento, surgindo uma força de atrito no sentido de evitar o deslizamento relativo, que se denomina força de atrito estático. Não havendo deslizamento a força de atrito estático tem intensidade igual à da força que possibilitou o sistema a se mover, força que é chamada de força motriz. Portanto, conclui-se que a força de atrito estático é aquela força que ocorre enquanto não houver movimento.
Enquanto o atrito for estático, à medida que for aumentando a força motriz, a força de atrito também aumentará de modo a equilibrar a força motriz e impedir o movimento. Existe um valor máximo, porque não cresce indefinidamente, e é chamado de força de atrito de destaque.
ATRITO CINÉTICO
Ocorre quando uma força de atrito age em um corpo qualquer que esta em movimento (cinemática ou dinâmica). Para velocidades menores que 5 m/s, a força de atrito cinético é praticamente constante e é dada por:
Fat = µc x N
ATRITO DINÂMICO
Um objeto que recebe uma determinada força e quando esta força cessa, a velocidade diminui até parar, considerando uma força de resistência oposta ao movimento relativo do corpo, chamada atrito dinâmico. O coeficiente de atrito dinâmico é menor do que o coeficiente de atrito estático, o que significa que, ao iniciar o movimento, a força de atrito diminui sua intensidade. Durante o deslizamento entre os sólidos, se fossem iguais as superfícies de contato e que a intensidade da força normal fosse constante, a força de atrito teria intensidade constante, não importando a velocidade relativa entre os sólidos, nem a intensidade da força matriz.
OBJETIVO.
Construir e interpretar tabelas de dados;
Reconhecer, por extrapolação, a primeira Lei de Newton;
Identificar que a força é o agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um corpo;
Comparar atrito estático com atrito cinético;
Classificar as forças de atrito.
MATERIAL UTILIZADO:
01 Dinamômetro de 2N;
01 tampo de metal para aplicar a força sob o objeto e observar o movimento;
01 corpo de prova de madeira com uma de suas faces revestidas.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
Montagem.: Execute a montagem conforme a Figura 1, deixando a face revestida do corpo de prova em contato com a superfície da mesa.
Com o corpo de prova sobre a mesa e mantendo o dinamômetro paralelo à superfície, aplique uma força de 0,2 N sobre o móvel.
Vire o corpo de prova deixando agora sua superfície maior de madeira em contato com a mesa.
RESULTADOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSÃO:
O corpo de prova se moveu sob a ação da força de 0,2 N?
R: não 
Aumente a intensidade da força de 0,2 N em 0,2 N completando a Tabela 1.
	Superfícies em contato:
	Tampo da mesa e esponja
	Forças aplicadas em ( N )
	Ocorrência de movimento ( sim) ou (não )
	0,2
	Não
	0,4
	Sim
	0,6
	Sim
	0,8
	Sim
	1,0
	Sim
	1,2
	Sim
	1,4
	Sim
	1,6
	Sim
Qual foi o valor aproximado da menor força aplicada capaz de iniciar o movimento entre as superfícies esponjosa do corpo de prova e a superfície da mesa? 
R: 0,4
Complete a tabela 2 
	Superfícies em contato:
	Tampo da mesa e madeira
	Forças aplicadas em ( N )
	Ocorrência de movimento (Sim) ( não )
	0,2
	sim
	0,4
	sim
	0,6
	sim
	0,8
	sim
	1,01
	sim
	1,02
	sim
Estime o valor da menor força requerida para mover o bloco.
R: 0,25
Compare suas respostas nos itens 4.1 e 4.2 e procure justificar a diferença.
R: O primeiro experimento possui atrito devido a esponja , já no segundo oatrito e bem menor quase desprezível.
Pelas leis da mecânica newtoniana, "um corpo em repouso, assim permanecerá, a menos que uma força resultante externa venha a atuar sobre o mesmo".• Nos dois casos anteriores, você tentou tirar bloco do repouso aplicando forças externas paralelas às superfícies em contata. Justifique o fato das forças externas iniciais, dentro de um certo limite, não terem conseguido movimentar o corpo de prova?
R: a força resultante não era compatível com o corpo da prova.
Segundo suas observações, o que você deve admitir para justificar uma resultante externa nula no intervalo inicial em que a força aplicada não foi capaz de mover o corpo de prova?
R: a força aplicada sobre o objeto e menor ou igual ao peso
Nas atividades em que o móvel em repouso se encontra sobre uma sustentação horizontal, a força normal N coincide com a força peso P.
R: 0,2 = µ*0,45
 µ = 0,2/0,45 µ = 0,44N
Determine o valor da força normal N que atua o atrito. sobre o corpo de prova utilizado neste experimento.
R: 0,45
Com base na Tabela 2, determine o valor médio da f. máxima entre a superfície dc madeira e a superfície da mesa.
R: 0,90N
Calcule o valor aproximado do Ft, entre as superfícies de madeira do corpo de prova e a superfície da mesa.
R:0,44N
É válido se afirmar que o valor do g, entre as duas superfícies acima é fixo e pode, com toda certeza, ser "tabelado"? Justifique a sua resposta.
R: Não , a força e variável
Caso déssemos um empurrão no corpo de prova, com a parte esponjosa em contato com a mesa e depois, com a sua superfície de madeira para baixo,em qual das situações o bloco para primeiro? Justifique a sua resposta.
R: com a parte esponjosa o atrito e maior
Que tipo dc movimento o móvel executaria neste caso ideal de ausência de atrito?
R: MRU
Puxe o corpo de prova com a sua superfície de madeira em contato com a mesa, procurando manter uma velocidade baixa e constante .Durante o deslocamento do corpo de prova anote o valor da força aplicada.
R: 0,25
Refaça 5 vezes a operação e, para cada caso,anote o valor encontrado.
R: 0,25/ 0,27/ 0,23/ 0,26/ 0,24/ 5
Determine a média dos valores encontrados.
R: 0,25 N
A expressão f. e µN vincula a força de atrito cinético com a força normal às superfícies em movimento relativo. Identifique cada termo desta expressão. Determine o valor médio da f. e , a partir desta, calcule o valor provável do µ entre as superfícies da mesa c a da face esponjosa do corpo d prova.
R: 0,27 = µ*0,25
µ = 0,27/0,25 µ = 1,08 N
É válido se afirmar que o valor do p. entre os pneus de um carro e o asfalto é constante? Justifique a sua resposta.
R: sim o atrito e disprezivel.
Este valor seria o mesmo em dias chuvosos? Justifique a sua resposta.
R : sim
Comente duas vantagens da presença do atrito.
R : Estabilidade , Permite o caminhar de uma pessoa ou animal. 
- Proporciona o amaciamento de uma máquina ou motor 
- Permite o deslocamento do trem 
- Permite a escrita, e inúmeras outras vantagens
Cite duas desvantagens da presença de atrito. Justificando cada caso,
R: - No caminhar desgasta o solado dos calçados ou enche os pés de bolhas. 
- Com determinado tempo de funcionamento de uma máquina ou motor, há um desgaste excessivo onde torna-se necessário retífica ou substituição de peças. 
- O uso constante do lápis o desgasta a ponto de termos que adquirir outro. 
- De tanto uma panela ser areada, ela se acaba. 
CONCLUSAO
Contudo, conclui-se aplicando todo o conhecimento teórico em prática, que o grupo obteve resultados dentro do esperado, e adquiriu novos conhecimentos em relação às forças de atrito atuantes sobre um móvel em uma rampa. Conseguiu-se provar que para cada força que existe sobre um corpo, existe também uma força de ação contrária. Portanto, nesta experiência, juntamente com os conhecimentos adquiridos em sala de aula, concluímos que sempre que a força resultante for diferente de zero, o corpo estará em movimento retilíneo uniformemente variado ou em movimento retilíneo uniforme e, principalmente, se não houvesse atrito, seria impossível realizar algumas atividades essenciais, como andar ou colocar um automóvel em movimento.
BIBIOGRAFIA:
1) MENDES, Mariana. Forças de atrito. Portal R7. Disponível em: http://www.brasilescola.com/fisica/forca-atrito.htm. acesso em: 19 maio 2015
2) Livro física Estácio.