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OBJETIVO Estudar a relação entre coeficiente de atrito e ângulo do plano inclinado. Materiais 5 pesos com massas previamente mensuradas Escala graduada Plano inclinado com graduação angular Procedimento Coloque sobre um plano um corpo qualquer e vá inclinado o plano até o corpo ficar na iminência de deslizar Meça a altura do plano e o ângulo formado em relação à horizontal; Anote na tabela os valores encontrados; Repita o procedimento com outros 4 pesos Na tabela 1 segue os valores dos pesos bem como os valores encontrados durante o procedimento, considerando g = 9,81 m/s² Tabela 1 Objeto Massa (kg) Peso(N) Ângulo (α) Altura (m) 1 0,090 0,882 31,0 0,325 2 0,066 0,646 25,0 0,273 3 0,096 0,940 28,0 0,307 4 0,061 0,592 14,5 0,168 5 0,347 3,400 15,0 0,175 Represente um dos corpos registrados na tabela em um plano inclinado (em repouso), bem como todas as forças que atuam sobre ele. Na figura 1 são esquematizadas as forças sobre o corpo e o plano inclinado. Px Fn Py P Fa α α Figura 1. Forças sobre o plano inclinado Na tabela 2 é mostrado o calculo de cada força representada na figura 1. Tabela 2. Calculo vetorial das forças atuantes sobre o bloco em um plano inclinado Objeto Peso (N) Ângulo PX (N) Py (N) Fn (N) 1 0,882 31,0 ° 0,45 0,76 0,45 2 0,647 25,0 ° 0,27 0,59 0,27 3 0,941 28,0 ° 0,44 0,83 0,44 4 0,593 14,5 ° 0,15 0,57 0,15 5 3,400 15,0 ° 0,88 3,28 0,88 Na tabela 3 são mostrados os valores calculados para o coeficiente de atrito para cada peso Tabela 3. Valores das forças e do coeficiente de atrito (ambos calculados, em função dos dados da tabela 2 Objeto PX (N) Py (N) Fn (N) Coeficiente de atrito (µ) 1 0,45 0,76 0,45 0,60 2 0,27 0,59 0,27 0,46 3 0,44 0,83 0,44 0,53 4 0,15 0,57 0,15 0,26 5 0,88 3,28 0,88 0,27 Suponha um plano inclinado de um ângulo α em relação à horizontal. Sobre esse plano repousa um bloco de massa “m”. Considerando a gravidade no local igual a “g”, determine o valor do coeficiente de atrito “µ” entre o plano e o bloco. Como o corpo no plano inclinado com um ângulo α está na iminência de deslizar, a força Px e Fat se anula, ou seja, . Como então: , e a Fn é o mesmo valor em módulo de Py a equação final fica: Como Px é o cateto oposto e Py o cateto adjacente, ambos em relação ao ângulo α da figura 1, também a formula final pode ser data por: Nas tabelas 4 e 5 respectivamente são comparados os dados do coeficiente de atrito. Tabela 4 Objeto PX (N) Py (N) Fn (N) Coeficiente de atrito (µ) 1 0,45 0,76 0,45 0,60 2 0,27 0,59 0,27 0,46 3 0,44 0,83 0,44 0,53 4 0,15 0,57 0,15 0,26 5 0,88 3,28 0,88 0,27 Tabela 5 Objeto Peso (N) Ângulo Coeficiente de atrito (µ) 1 0,882 31,0 ° 0,60 2 0,647 25,0 ° 0,47 3 0,941 28,0 ° 0,53 4 0,593 14,5 ° 0,26 5 3,400 15,0 ° 0,27 CONSIDERAÇÕES Pode-se concluir que neste experimento as forças Px e Força de atrito se anulam até a eminência de deslizamento sobre o plano inclinado de acordo com o ângulo de inclinação e atritos q é imposto no peso e rampa do plano inclinado. E que através deste método pode se verificar a veracidade das formulas na obtenção do coeficiente de atrito tanto pela razão das forças de Px pela de Py, quanto pelo valor da tangente do ângulo α. Unileste MG CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS Laboratório de Física Plano Inclinado – Leis de Newton – Equilíbrio de corpos Marcos José Corrêa Francisco Laje Diego Melo Gabriel Andrade Lucas Campos Mayck Andrade Ipatinga, 22 de junho de 2010
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