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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Fabíola Almeida Mendonça Belo Horizonte, 2017 Fabíola Almeida Mendonça Laboratório de Física Geral I: Relatório referente à aula de sexta- feira, dia 22/09/2017, sobre atrito estático e cinético, na disciplina de Laboratório de Física Geral I, no curso de Engenharia Química, na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Professor: Euzimar Marcelo Leite Belo Horizonte, 2017 Resumo Neste trabalho são apresentados os resultados da aula de laboratório de física geral I que tratou de atrito estático e cinético. O atrito é uma força que se opõem ao movimento, tanto atito estático quanto cinético, que existe quando duas superfícies estão em contato. Palavras-chave: Atrito. Superfícies. Movimento. SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO................................................................................................. 4 2.DESENVOLVIMENTO.................................................................................... 5 2.1OBJETIVO GERAL.........................................................................................5 2.2PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS.......................................................6-7 2.3RESULTADOS................................................................................................7 3.CONCLUSÃO...................................................................................................8 1 INTRODUÇÃO O atrito é uma força que se opõem ao movimento, tanto atito estático quanto cinético, que existe quando duas superfícies estão em contato. A força de atrito estático, ݂, atua em um corpo em repouso em relação a uma superfície, sempre que o mesmo tende a deslizar sobre esta superfície. Essa força varia desde zero, quando não há tendência de movimento do corpo relativo à superfície, até o valor máximo, quando o corpo estiver na iminência de se mover relativamente à superfície, ou seja: 0≤ ݂ ≤ ߤ × ࡺ onde ߤ é o coeficiente de atrito estático (depende basicamente da natureza das superfícies e é praticamente independente da área de contato entre elas) e ◌ܰ a força que a superfície exerce sobre o corpo, sempre normal ao ponto ou região de contato. Daí a força de atrito estático máxima é ܨ௧௫=ߤ × ࡺ A força de atrito cinético é aquela que age sobre um corpo quando em movimento relativo à superfície de apoio. Em se tratando de superfícies sólidas, a experiência tem mostrado que a força de atrito é praticamente constante e depende apenas das superfícies e da força normal que uma superfície exerce sobre a outra. A força de atrito cinético é dada por: ݂ = ߤ × ࡺ Onde ߤ é o coeficiente de atrito cinético e ࡺ é a força normal que a superfície exerce sobre o corpo, sempre normal ao ponto ou região de contato. O coeficiente de atrito é uma quantidade adimensional e deve ser determinado experimentalmente. Seu valor depende das propriedades do corpo e da superfície em que este está em contato. Em geral, o coeficiente de atrito cinético é menor que o coeficiente de atrito estático. Portanto, a intensidade da força de atrito cinético é menor do que a intensidade máxima da força de atrito estático que age sobre o corpo em repouso. 2 DESENVOLVIMENTO 2.1-Objetivo Geral Determinar o coeficiente de atrito estático e cinético entre duas superfícies. 2.2-Procedimento 2.2.3-Procedimento 1- determinação de µe usando plano inclinado Material utilizado: 1 esfera de metal 1 cronometro digital 1 régua de 1,00 metro de comprimento Descrição do experimento: 1) Monte o plano inclinado com a rampa auxiliar (que deve estar limpa antes de começar o experimento). Coloque o corpo de prova com a face de madeira em contato com a rampa auxiliar, com pequeno ângulo de inclinação, de modo que o bloco fique estático. 2) Desenhe um diagrama de corpo livre do bloco na rampa. 3) Demonstre que quando o objeto está na iminência de se mover, na inclinação crítica ߠ, o coeficiente de atrito estático é dado por: ߤ = tan ߠ 4) Eleve com a mão a inclinação da rampa lentamente, até que o objeto esteja prestes a se mover. Anote o valor desse ângulo crítico e estime o correspondente valor de µe; 2.2.3-Procedimento 2 1. Abandone o objeto sobre a rampa auxiliar com ߠ > ߠ , em relação à horizontal para que o objeto desça em movimento acelerado. 2. Meça o tempo para o objeto percorrer as distâncias da tabela 1. N ࡲࢇ࢚ × ࢍ × ܛܑܖ ࣂ ࢍ × ࢍ × ܋ܗܛ ࣂ ࣂࢉ x(cm) T(s) ࢚ (࢙) 5 0,218 0,023762 10 0,278 0,038642 15 0,413 0,0852845 20 0,476 0,1132288 25 0,572 0,163592 30 0,621 0,192821 35 0,647 0,209305 3.O movimento do objeto sobre o plano inclinado é acelerado, com aceleração a constante. Portanto, seu movimento é descrito pela equação ݀ = ଶ × ݐଶ (3) Considerando que o objeto parte do repouso, isto é, com velocidade inicial igual a zero. 4.Construa o gráfico d versus ݐଶ/2 , com auxílio do programa Scidavis. Faça uma regressão linear e determine a aceleração do movimento, com sua respectiva incerteza, comparando a equação empírica obtida com a equação (3). 5. Faça um desenho, mostrando todas as forças que atuam no objeto. 6. Determine o coeficiente de atrito cinético entre o objeto e a superfície. 2.3-Resultados 2.3.1 Resultados procedimento 1 3- ܨ௧ = ߤ × ࡺ ܨ௫ = 0 → ܨ௧ = ܨ௧ = m × g × sin ߠ ܨ௬ = 0 → ܨ௧ = ܨ௧ = m × g × cos ߠ ߠ é aumentado até ߠ em que o bloco permanece em repouso ܨ௧ = ܨ௧௫ → m × g × sen ߠ = m × g × sen ߠ → ߤ = tan ߠ N ࡲࢇ࢚ × ࢍ × ܛܑܖ ࣂ ࢍ × ࢍ × ܋ܗܛ ࣂ ࣂ 4)ߠ = 23° ߤ = tan ߠ → ߤ = 0,424 2.3.2 Resultados procedimento 2 ࣂ = ° 4. Gráfico 1: d versus ݐଶ/2 , a aceleração dada pelo gráfico. ݀ = ଶ × ݐଶ → 30 ܿ݉ = ଶ × 0,118099 → ܽ = 508,04 m/ݏଶ 6. ߤ = tan ߠ − ×ୡ୭ୱ ఏ → ߤ = tan 30° − ଵସଷ, ଽ×ୡ୭ୱ ଷ° → ߤ = 0,372 3.CONCLUSÃO Através dos resultados obtidos nesta pratica (que aconteceu no dia 22/09/2017) pudemos concluir que o atrito cinético e estático foi comprovado pelas práticas realizadas na aula. A finalidade desta pratica era determinar o atrito entre duas superfícies que foi alcançada na pratica.
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