Determinação do coeficiente de atrito

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: 
Engenharias
	Disciplina: 
 Física Experimental
	Código: 
CCE0477
	Turma:
 
3083
	
	
	Professor (a) : George Nocchi
	Data de Realização: 23/05/2015
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): Bruno Rodrigues de Mello
Nome do Aluno (a): Marcos Roberto da Costa
Nome do Aluno (a): Meque Zeobeque
Nome do Aluno (a): Leonardo Borges
Nome do Aluno (a): Uilson
Nome do Aluno (a): Angélica Herdy
Nome do Aluno (a): João Carlos Marins
	Nº da matrícula: 201407177389
Nº da matrícula: 201301089796
Nº da matrícula: 201307154001
Nº da matrícula: 201407267329
Nº da matrícula: 201407281127
Nº da matrícula: 200802170301
Nº da matrícula: 201409104354
1. Objetivos Gerais
Mostrar a existência de uma força que interage entre dois corpos, chamada força de atrito;
Determinar coeficiente de atrito estático entre aço e madeira num plano inclinado e relacionar com valores encontrados em literatura.
O objetivo deste experimento é analisar os coeficientes de atrito estático e cinético com os materiais de diversas características postos em um plano inclinado.
2. Materiais Necessários
Plano Inclinado
Corpo de Prova
Dinamômetro
3. Introdução Teórica
A força de contato que atua na superfície de um corpo sempre se opõe a tendência de escorregamento ou deslizamento em relação à superfície de um plano chamado força de atrito.
As forças de atrito são muito importantes na vida cotidiana; provocam desgastes nas peças móveis das máquinas e são responsáveis pelo aumento da energia interna das mesmas, porque as peças aquecem. Por outro lado, sem atrito não haveria transmissão do movimento por correias, não poderíamos caminhar, nem escrever e até mesmo uma corrente de ar poderia fazer com que os móveis se movessem.
Para o cálculo da força de atrito (1) existem, além na força normal (N), dois tipos de coeficientes de atrito: coeficiente de atrito dinâmico e estático (μ), esses coeficientes dependem do material do material que compõe o corpo estudado. Para que tal coeficiente seja determinado, é necessário que haja um equacionamento de um corpo P em um plano inclinado.
Fat = μ . N
Para isto, foi utilizado um plano inclinado, onde os materiais foram colocados inicialmente parados sobre o plano até que em uma determinada inclinação o movimento se inicia, que no nosso relatório foi de 45°.
4. Procedimento Experimental:
4.1. Usando o dinamômetro determine o módulo do peso (p) do corpo de prova de madeira;
Determinamos que o módulo do peso do corpo é de 1N.
4.2. Coloque o corpo da prova de madeira sobre o plano inclinado. A parte esponjosa do corpo de prova deve ficar voltada para baixo. Gire o Manípulo do fuso de elevação contínua, inclinando o plano articulável até o ângulo de 15°;
No momento foi colocado o corpo de prova de madeira sobre o plano inclinado com a parte esponjosa voltada para baixo no ângulo de 15°, verificou-se que o corpo ficou estático.
4.3. Faça o diagrama de forças atuante sobre o corpo de provas;
Diagrama de força = Fn = P.cosθ
4.4. Justifique o motivo pelo qual o corpo de prova não desce a rampa sob a ação de componente x da força peso (Px);
Porque a força solicitada tiver intensidade f= 1N, e o corpo não se mover, a força de atrito no corpo terá também intensidade igual a 1N, pela condição de equilíbrio (Respectivamente nula).
4.5. Com o corpo de prova com a esponja para baixo, recoloque o plano a 0° e determine o módulo da força de atrito elástico (Fe) que ata no corpo de prova de madeira;
 -> Logo não terá força de atrito.
4.6 mantendo o corpo de prova com a esponja para baixo, eleve a rampa continuamente até começar o deslizamento. Em seguida, diminua levemente a inclinação até obter um movimento bastante vagaroso do móvel. Determine experimentalmente o ângulo em que o corpo de prova desliza com velocidade aproximadamente constante. Caso haja mais de um ângulo, determine o anglo médio.
Neste caso o Ângulo foi de 45° e não obtivemos outro ângulo.
4.7Faça um novo diagrama de forças que atuam sobre o corpo de prova durante seu deslizamento. Caso tenha obtido mais de um ângulo no item anterior, utilize o ângulo médio;
Não obtivemos outro ângulo
4.8 Usando as Informações contidas no diagrama de forças construído no item 4.7, demonstre matematicamente que μe = tang (θ) ou μc = tang (θmédio)
Fat. Max = µe . Fn = µe . P . Cos θ
No caso de equilíbrio decorre que Fat. Max e P . Cos θ devem ser iguais
Fat. Max = P . Cos θ
µe . P . Cos θ = P sen θ
µe = sen θ
 Cos θ
Donde : µe = Tg θ
4.9 Calcule μc;
µc = Tg θ
µc = Tg 45º
µc = 1
Repita o experimento voltado com a parte lisa para baixo;
Foi observado que como seu coeficiente de atrito era menor o corpo se móvel com maior facilidade.
5. Desenvolvimento Do Experimento: 
De posse de todo aparato, foi posto sob o plano inclinado de madeira o corpo de mesmo material, onde este permaneceu estático até certo grau de declividade do plano inclinado, que logo após foram aferidas a altura do plano inclinado, o ângulo desta inclinação. De posse de todos os dados, foram utilizadas fórmulas para equacionar os valores, possibilitando saber o valor dos coeficientes estático e cinético obtidos com o experimento. O mesmo processo foi repetido quando utilizado a chapa de alumínio.
CONCLUSÃO
Conclusão: Com base no que foi explanado neste relatório, a conclui-se que a força de atrito é menor em superfícies lisas, que o coeficiente de atrito estático (μe) sempre será maior do que o coeficiente de atrito cinético (μc), assim como a madeira possui coeficiente de atrito maior do que o alumínio devido as características de sua superfície. O ângulo encontrado é aproximado, visto que a obtenção das medidas ocorreu quando o objeto começou a deslizar. Em consequência dessa aproximação de ângulo o valor do coeficiente de atrito também deverá ser um valor aproximado, já que o seu valor depende do ângulo de inclinação do plano.
6. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Quando um corpo se encontra em repouso temos que a soma das forças atuantes nele é zero, ou nula, assim temos que o módulo da força normal (N) é igual ao módulo da força peso (P) que age sobre o corpo.
 Figura 1.
∑ Fy = 0
N – P = 0
N = P
Agora, quando exercemos uma força nesse mesmo bloco temos que surge uma força paralela à superfície e com sentido contrário a força que exercemos, o atrito. A força de atrito será sempre contrária ao movimento ou à tendência de movimento.
A força de atrito (Fat) é diretamente à força normal (N) e depende do material constituinte do corpo, pois cada material possui um coeficiente de atrito (μ) diferente, e ainda tem – se que para uma interação entre duas superfícies que não desenvolvam movimento uma em relação a outra usamos o coeficiente de atrito estático (μe ). A força de atrito pode então ser calculada pela seguinte equação:
Fate=μe.N
Supondo agora que um determinado corpo de peso P esteja sobre um plano inclinado, conforme figura 2.
figura 2.
É possível determinar uma relação entre a normal e a força de atrito, fazendo um equacionamento de equilíbrio do corpo.
(Observar diagrama de corpo livre presente na figura 2)