Relatório Lab Física VI(atrito)

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GFI104 – Laboratório de Física I
Docente: SERGIO MARTINS DE SOUZA
Experimento 7:
FORÇA DE ATRITO
Alana Novais Vieira
Laura Superbi Loures
Matheus Afonso Delfino Mesquita
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS – UFLA
FORÇA DE ATRITO
	
Relatório apresentado à disciplina Laboratório de Física I, ministrado pelo docente Sérgio Martins de Souza, na Universidade Federal de Lavras.
Lavras/MG
2015
Índice
Resumo .......................................................................................................... 4
Introdução ....................................................................................................... 5
Objetivos ......................................................................................................... 7
Procedimento Experimental ............................................................................ 8
Resultados e Discussões ............................................................................... 11
Conclusões .................................................................................................... 15
Referências Bibliográficas ............................................................................. 16
Resumo
O experimento teve como objetivo mostrar a existência de uma força entre dois corpos, no caso foram blocos de madeira, que interagiram entre si. Essa força é chamada força de atrito.
Introdução
A definição de força de atrito é a força natural que atua sobre os corpos quando estes estão em contato com outros corpos e sofrem a ação de uma força que tende a colocá-lo em movimento, e ela é sempre contrária ao movimento ou à tendência de movimento. A força de atrito aparece em razão das rugosidades existentes nas superfícies dos corpos. O atrito depende da força normal entre o objeto e a superfície de apoio; quanto maior for à força normal, maior será à força de atrito.
Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento. Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. Veja o exemplo de um bloco sobre uma superfície na figura abaixo:
A força de atrito age em sentido contrário ao da força que causa o
movimento do bloco
A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o movimento. Observe na figura abaixo as irregularidades que existem no contato entre o bloco e a superfície:
A força de atrito deve-se às rugosidades da superfície e do objeto
A força de atrito depende de dois fatores:
Do tipo dos materiais que estão em contato: cada material tem suas características próprias, quanto mais “lisas” ou “polidas” estiverem os objetos em contato, menores será à força de atrito. Essa propriedade é definida numericamente pelo coeficiente de atrito, que pode ser dinâmico ou estático, possuindo um valor diferente para cada material.
Força normal: trata-se da reação normal à superfície sobre a qual o corpo está apoiado e depende do peso do objeto. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito.
Objetivos
Estudar a força de atrito estática e dinâmica por meio de um plano de contato e obter o ângulo crítico e suas relações com os coeficientes de atrito;
Aprender a usar o desvio padrão para obtenção das incertezas aleatórias de dados experimentais.
Procedimento Experimental
Parte 1 - Coeficiente de atrito e número de medidas.
Foi medido a massa do bloco de madeira;
O dinamômetro foi ajustado para horizontais;
O bloco foi preso ao dinamômetro com a superfície maior em contato com a placa de PVC;
Manteve-se o dinamômetro paralelo à superfície da mesa, puxou-o vagarosamente. Fez –se a leitura do dinamômetro;
Iniciou-se com uma força de 0,2 N e aumentou-se essa força de 0,2 N até o bloco se movimentar;
O valor da força aplicada foi anotado. Foi repetido 15 vezes para obter o desvio padrão;
Foi calculado a força Normal (N) por meio da força peso do bloco;
Calcule o coeficiente de atrito estático (µe) e a propagação de erro associada a essa medida.
Parte 2 - Coeficiente de Atrito Estático: dependências da área de superfície de contato, natureza da superfície de contato, força Normal (N)
Vamos utilizar os resultados da parte anterior até 5 medidas para comparar com os resultados dessa parte;
Mediu-se a massa do bloco emborrachado que será usado para o cálculo da Normal (N);
Ajustou-se o dinamômetro para medidas horizontais;
Prenda o bloco ao dinamômetro com a superfície de menor em contato com a placa de PVC;
Manteve-se o dinamômetro paralelo à superfície da mesa, puxou-o vagarosamente e fez-se a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira;
Inicie com uma força de 0,2 N e aumente essa força de 0,2 N até o bloco se movimentar;
Anotou-se o valor da força aplicada quando o bloco entrou em movimento e repetiu-se esse procedimento mais 5 vezes para obter o desvio padrão;
Calculou-se a Normal (N) por meio da força peso do bloco;
Calcule o coeficiente de atrito estático (µe) e a propagação de erro associada a essa medida;
Após fazer os itens anteriores, realizou-se os mesmos procedimentos para o bloco emborrachado, com a superfície de contato entre a borracha e o PVC;
Continuando esse estudo, coloque agora um bloco sobre o outro no lado de madeira de maior área e realize os mesmos procedimentos anteriores;
Parte 3 - Coeficiente de atrito cinético
Nessa parte utilizamos um bloco, o mesmo que foi utilizado na primeira medida da parte 1 desse experimento. Prendeu-se o bloco ao dinamômetro com a superfície maior em contato com a placa de PVC;
Manteve-se o dinamômetro paralelo à superfície da mesa, puxou-o vagarosamente e fez-se a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira;
Iniciou-se com uma força de 0,2 N e aumentou essa força de 0,2 N até o bloco se movimentar. Quando o bloco se movimentar, manteve-se o movimento constante até o final da placa de PVC;
Anotou-se o valor da força aplicada durante o momento em que o bloco estava em movimento constante. Repitiu esse procedimento mais 4 vezes para obter uma média e o desvio mais adequado;
Calculou-se a normal (N) e o coeficiente de atrito cinético (µc) como foi feito na parte 1 desse experimento.
Parte 4 - Coeficiente de atrito o ângulo crítico
Prendeu-se o trilho de metal à haste do tripé por meio de um suporte. Ajustou-se um ângulo pequeno antes de iniciar o experimento. Prendeu-se a placa de PVC sobre a superfície do trilho;
Colocou-se a parte de madeira do bloco em contato com a superfície de PVC;
Movimentou-se o trilho aumentando o ângulo vagarosamente, até que o bloco se movimentou;
Foi anotado o ângulo crítico de movimento (α);
Repetiu-se esse procedimento mais 7 vezes e obteve-se uma média e desvios dos ângulos;
Calculou-se a tangente de α e comparou com os coeficientes de atrito obtidos;
Repetiu o procedimento para a parte emborrachada.
Resultados e Discussões
	 Massa B1
	Massa B2 (c/ borracha)
	Massa B1+B2
	2,80g
	2,80g
	5,60g
	Atrito
	Maior superf. de contato
	Menor superf.
	Maior superf.
	Maior superf. de contato
	0,70
	0,70
	1,40
	2,00
	4,00
	0,90
	0,90
	1,46
	1,70
	4,00
	1,02
	0,90
	1,50
	1,70
	4,10
	0,90
	1,02
	1,42
	1,70
	4,50
	1,18
	1,02
	1,40
	1,68
	4,50
	1,20
	0,90
	1,40
	1,64
	4,10
	1,02
	1,06
	
	
	
	1,20
	
	
	
	
	Média dos atritos 
	0,97
	1,43
	1,73
	4,20
	Desvio padrão total 
	0,28
	0,08
	0,25
	
Parte 1 – Coeficiente de atrito e número de medidas
[Bloco 1 de madeira, maior superfície em contato com o PVC]
Desvio padrão populacionaln = número de medidas
yi = y1, y2, ..., yn
 = média
Calculado a partir dos valores da tabela, obtivemos:
Desvio padrão amostral
n = número de medidas
yi = y1, y2, ..., yn
 = média
	Calculado a partir dos valores da tabela, obtivemos:
Força Normal (N)
Nesse caso a Força Normal é igual ao peso do bloco, logo:
Considerando a gravidade (g) = 9,81m/s²
Coeficiente de atrito estático (e)
Fat = Força de Atrito
N = Normal
Parte 2 – Coeficiente de atrito estático
[Bloco 2 emborrachado, menor e maior superfície em contato com o PVC; Bloco 1 sobre o Bloco 2]
Menor superfície de contato
Força Normal (N)
Nesse caso a Força Normal é igual ao peso do bloco, logo:
Considerando a gravidade (g) = 9,81m/s²
Coeficiente de atrito estático (e)
Fat = Força de Atrito
N = Normal
Maior superfície de contato (parte emborrachada)
Força Normal (N)
Nesse caso a Força Normal é igual ao peso do bloco, logo:
Considerando a gravidade (g) = 9,81m/s²
Coeficiente de atrito estático (e)
Fat = Força de Atrito
N = Normal
Bloco 1 sobre Bloco 2
Força Normal (N)
Nesse caso a Força Normal é igual ao peso do bloco, logo:
Considerando a gravidade (g) = 9,81m/s²
Coeficiente de atrito estático (e)
Fat = Força de Atrito
N = Normal
A partir das comparações feitas entre os coeficientes de atritos obtidos, o grupo pode analisar que os coeficientes de atrito aumentam de acordo com a Força de atrito.
Parte 3 – Coeficiente de atrito cinético
Força Normal (N)
Nesse caso a Força Normal é igual ao peso do bloco, logo:
Considerando a gravidade (g) = 9,81m/s²
Coeficiente de atrito estático (c)
Fat = Força de Atrito
N = Normal
Ao compararmos o coeficiente de atrito cinético, com o coeficiente de atrito estático obtido anteriormente, não houve diferença. Isso se dá devido a massa e o objeto serem os mesmos. Após a força aplicada vencer a força de atrito, esta se permanece constante durante o movimento de arraste.
Conclusões
Após realizar o experimento foi possível concluir que ao tentar mover o objeto, percebe- se que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento.
Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. Ao executar a experiência com bloco de lado, a qual apresenta uma superfície de borracha, foi concluído que o coeficiente de atrito é maior se comparado com o coeficiente de atrito usando a superfície lisa do bloco, isso ocorre, pois a superfície da borracha apresenta macroscopicamente falando picos e vales em sua superfície o que faz com que o atrito seja maior com a superfície da bancada.
Além disso, o experimento foi realizado com um bloco, e em seguida com dois blocos. Foi possível notar claramente que houve variação brusca na dificuldade de movimenta-lo. 
Dessa forma quanto maior for o peso do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contato e maior a oposição ao movimento. Portanto os dois fatores que dependem a força de atrito são a natureza da superfície de contato (rugosidade das superfícies) e peso do corpo que se move.
Referências Bibliográficas
Relatório Força de Atrito. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAqvgAK/relatorio-fisica-1-forca-atrito >. Acessado em: 15/06/2015
Força de Atrito. Disponível em: < http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fa.php >. Acessado em: 15/06/2015
Forças de Atrito. Disponível em: < http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/atrito/ >. Acessado em: 16/06/2015