Coeficiente de Atrito Piso Cerâmico

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Curso: Engenharia de Materiais 
Disciplina: Técnicas de Aquisição e Tratamento de Dados 
Professor: Fernando Cabral 
 
 
RELATÓRIO DO COEFICIENTE DE ATRITO EM PISOS CERÂMICOS 
 
Júlia Chisté Comunello 
Maria Ester Cueto Alfaro 
 
1 RESUMO 
Com o intuito de abordar de forma prática conhecimentos relativos à força de atrito e à estatística, realizou-se um exercício no qual mediu-se o coeficiente de atrito de três pisos cerâmicos diferentes (denominados A, B e C), tendo como referência um corpo de prova feito de borracha. Os dados coletados foram empregados na construção de uma tabela e de gráficos de controle. 
 
2 INTRODUÇÃO 
Realizar testes de atrito é de suma importância quando se trata de caracterizar pisos e pavimentos, uma vez que tal procedimento visa garantir a segurança dos usuários. O coeficiente de atrito relaciona-se com o grau de eficácia de uma superfície em impedir o escorregamento de um corpo (fenômeno em que há um decaimento acentuado no valor do atrito entre um corpo e seu plano de apoio, de maneira repentina). 
Assim, através da determinação desse tipo de propriedade, torna-se possível adequar os tipos de piso a cada situação, cumprindo exigências de desempenho e qualidade. Por exemplo, em saídas de emergência, é necessário haver grande aderência para assegurar a estabilidade das pessoas. 
Contudo, além de características próprias do material, como as rugosidades (micro e macroscópicas), existem outros fatores externos que exercem influência sobre o coeficiente de atrito apresentado pelo piso, tais como a velocidade do movimento, o tempo de contato anterior ao movimento e a pressão exercida sobre a superfície. 
 
3 OBJETIVOS 
Através do site www.fisica.pro.br/acc (acessado de um celular), medir o ângulo máximo atingido pelo piso antes do corpo de prova, posicionado sobre ele, deslizar. Utilizar os dados coletados para montar uma tabela, calcular médias e desvios padrões, além de construir gráficos de controle referentes a cada um dos azulejos testados. 
 
4 MATERIAIS E MÉTODOS 
Para a realização da tarefa, foram utilizados: 
 três pisos cerâmicos, sendo dois trazidos pelo professor à sala de aula e um obtido pelos próprios integrantes da dupla; 
um corpo de prova cilíndrico, porém oco, feito de borracha; 
 um celular para fazer as medições, tanto do ângulo imprimido ao piso quanto o correspondente coeficiente de atrito; 
uma mesa usada como apoio; 
 programa Microsoft Excel para organizar os dados obtidos. 
 
5 PROCEDIMENTO 
O teste de atrito foi realizado com a superfície dos azulejos seca. Primeiramente, foi posto sobre o piso, o corpo de prova e, ao lado deste, o celular. Em seguida, o azulejo foi manualmente rotacionado, de forma lenta e gradual, tendo como eixo uma das arestas, apoiada sobre a mesa. 
(esquema) 
 
 Assim que o corpo de prova começava a escorregar, era verificado o ângulo e o coeficiente de atrito mostrados na tela do celular, e os valores eram registrados. Esse processo foi executado dez vezes com cada piso. 
Foi montada uma tabela com os resultados do experimento, a partir dos quais calcularam-se as médias e os desvios padrões, tanto dos ângulos como dos coeficientes de atrito, estes apresentando dois algarismos significativos e aqueles, três. Utilizando os valores referentes às medições de coeficiente de atrito, foram construídos três gráficos de controle (Piso A, piso B e piso C), nos quais foram indicados os respectivos limites inferiores e superiores, adicionados à tabela e calculados a partir das seguintes fórmulas (fornecidas pelo professor): 
Linf = média - 2,26 x S/raiz de N 
Lsup = média - 2,26 x S/raiz de N 
Em que: 
S: desvio padrão das 10 medidas 
N: número de observações (10) 
(tabela) 
(graficos) 
6 RESULTADOS E OBSERVAÇÕES 
O diagrama a seguir apresenta as forças atuantes sobre o corpo de prova utilizado nos testes quando o plano estava inclinado , situação em que a força peso decompõe-se em PY e Px. 
 
Fonte: os autores 
 
 
N: força normal, perpendicular à superfície 
Fat: força de atrito, no sentido contrário ao movimento 
P: força peso, para o centro da Terra 
Px: componente da força peso paralela ao plano (P=senθ) 
Py: componente da força peso perpendicular ao plano (P= cosθ) 
 
A força de atrito é uma força dissipativa que transforma a energia cinética do corpo em outra modalidade de energia. Seu valor pode ser calculado através da fórmula: 
 Fat=µ.N 
Em que: 
µ: coeficiente de atrito (adimensional) 
N: força normal (N) 
Sendo assim, a força de atrito é proporcional à força normal do corpo e µ é a constante de proporcionalidade. Vale ressaltar que os valores obtidos correspondem ao coeficiente de atrito estético (µe), uma vez que os valores computados referem-se ao instante em que se dá a iminência de movimento. Isolando o coeficiente de atrito da expressão para força de atrito, tem-se: 
µc= Fate/N 
Com base no esquema de forças, pode-se apreender que 
Px=Fate 
 
Assim: 
 
Fate= P.senθ 
 
E uma vez que: 
 
Py=N 
 
N=P.cosθ 
 
Tem-se que: 
 
µe=P.senθ/cosθ 
µe=tgθ 
Desta forma, pode-se calcular o coeficiente de atrito estático aplicando a tangente ao ângulo de inclinação do piso. No entanto, ambas as variáveis eram apresentadas diretamente pelo sítio eletrônico utilizado. 
 
7 CONCLUSÃO