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Experimento – Determinação do coeficiente de atrito e aceleração de um objeto. 1.Resumo: No dia 05/05/2017, na aula de física teórica experimental realizamos um experimento que envolvia os princípios da dinâmica, que consistia em verificar o grau de atrito de determinado objeto, variando o ângulo de sua descida sobre uma superfície inclinada. Nesse experimento foram utilizados três tipos de objetos diferentes, sendo eles: madeira, borracha, e metal. 2.Introdução : A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos em movimento. Figura[1]: Força de Atrito. 2.1. Determinação da força de atrito: A força de atrito é determinada a partir da força Normal e de uma grandeza denominada de coeficiente de atrito (μ). A Normal é uma força que atua verticalmente e para cima sobre todo objeto depositado em uma superfície. Já o coeficiente de atrito é uma grandeza adimensional que caracteriza a superfície que abriga o objeto. Quanto maior o valor dessa grandeza, maior será a resistência gerada pela superfície sobre o objeto e vice-versa. Por definição, a força de atrito pode ser mensurada a partir do produto da Normal pelo coeficiente de atrito: FAT = μ.N Eq. [1] A força de atrito pode ser aplicada de duas maneiras, como atrito estático e atrito dinâmico . 2.2. Atrito estático: A força de atrito estática é aquela que precisa ser vencida para que o movimento de um objeto seja possível. Imagine que você tentou empurrar um carro que ficou enguiçado e que, apesar de todo o esforço feito, o veículo não se movimentou. Isso ocorre porque a força aplicada sobre o carro é inferior à força de atrito existente entre os pneus e o chão. 2.3. Atrito dinâmico: Ao vencer a força de atrito estático, ocorre o movimento; porém, faz-se necessária a aplicação constante de uma força externa, pois, caso contrário, o movimento cessará. Agora a força feita por um agente externo é maior que o atrito, que não deixa de existir, mas passa a ser denominado de atrito dinâmico. 3.Objetivo: Calcular e analisar a variação do coeficiente força de atrito de acordo com o ângulo estabelecido, calcular a aceleração em cada um dos casos. 4. Materiais utilizados: Rampa com plano inclinado. [1] Bloco de madeira. [2] Borracha. [3] Metal. [4] Superf. Ângulos coef. de atrito Ângulo 1 Ângulo 2 Ângulo 3 Média Mad. + metal 20° 25° 30° 25° 0,465 Borr. + metal 45° 68° 79° 64° 2,050 Met. + borracha 15° 20° 25° 20° 0,364 Figura [2]: Rampa com plano inclinado 4.1. Valor da massa dos respectivos materiais: Mat. Dist. T1 T2 T3 Tmed. a=2x/Tmed. Mad. 51cm 0,096s 0,086s 0,1s 0,641s 248,24m/s^2 Met. 51cm 0,095s 0,065s 0,078s 0,793s 162,20m/s^2 93,20 gramas [2] 49,90 gramas [4] 93,20 gramas [3] 5. Montagem: Iniciamos o nosso experimento coletando os dados em três posições diferentes variando o grau de inclinação da superfície conforme visto na figura [2], após coletarmos esses dados obtivemos a média, e assim pudemos calcular o coeficiente de atrito dos três objetos, conforme segue na tabela [1]. Superf. Ângulos coef. de atrito Ângulo 1 Ângulo 2 Ângulo 3 Média Madeira 20° 25° 30° 25° 0,465 Borracha 58° 71° 72° 67° 2,355 Metal 30° 35° 40° 35° 0,700 Tabela [1] Tabela [2] Tabela [3] coeficiente de atrito estático Madeira 249,23 Metal 163,199 Tabela [4] Velocidade final Madeira 0,7956 m/s Metal 0,643 m/s Tabela [5] 6. Análises: 6.1 Na analise feita pela tabela 1 e 4 é possível observar que existe uma grande diferença entre seus respectivos valores, por que no experimento feito com o bloco parado a força aplicada para superar sua inércia é maior do que a força de atrito. Já no outro caso, quando o bloco esta em movimento o coeficiente de atrito é bem menor, pelo fato do bloco já possuir um deslocamento. 6.2. Em período de chuva, o coeficiente de atrito diminui bruscamente, devido à água formar uma pequena camada entre o objeto e o solo. A aceleração dos blocos aumenta, porque o atrito entre a superfície e o bloco será menor. 7. Conclusões: 7.1 Dado o experimento do plano inclinado, concluímos que quanto menor o ângulo de inclinação, maior será o seu tempo para a descida e a força aplicada. 7.2 Quanto maior o ângulo, menor será o coeficiente de atrito e o seu tempo para a descida também será menor. 7.3 Com um grau de inclinação maior sobre o plano, podemos observar que a aceleração do objeto aumenta. 7.4 Com o resultados dos experimentos foi possível observar uma pequena variação de coeficientes de atrito para o mesmo sistema, apesar de visível a diferença em formato e massa dos corpos de prova. Pode se concluir que não é necessário saber a massa dos corpos para determinar o coeficiente de atrito, bastando apenas saber o ângulo de iminência do movimento 8. Referencias bibliográficas http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-atrito.htm http://www.ebah.com.br/content/ABAAABFYcAC/relatorio-determinacao-coeficiente-atrito-estatico
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