determinação do coeficiente de atrito

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: Física Experimental
	Código: 
CCE0477
	Turma:
 3059
	
	
	Professor (a): ROBSON FLORENTINO
	Data de Realização:
07/06/2014
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): Allan Costa Motta
Nome do Aluno (a): Francisco Fabiano Ximenes Pinheiro Lugão
Nome do Aluno (a): Hyan Portugal Piccinini
Nome do Aluno (a): Leandro Andrade da Silva
	Nº da matrícula: 201308000571
Nº da matrícula: 201307240641
Nº da matrícula: 201307352782
Nº da matrícula: 201301535362
Nome do Experimento: Determinação do coeficiente de atrito
Objetivos: 
- Determinar o coeficiente de atrito estático; 
- Determinar o coeficiente de atrito cinético; 
- Determinar as forças de atrito estático e cinético;
Introdução teórica: 
Por várias vezes, quando puxamos (ou empurramos) um objeto, ele não se movimenta. Este fato acontece porque também passa a atuar sobre ele uma nova força. Esta força, que aparece toda vez que um corpo tende a entrar em movimento, é denominada força de atrito.
A força de atrito é devida a rugosidades, asperezas ou pequenas saliências existentes nas superfícies que estão em contato quando elas tendem a se mover uma em relação à outra. Estes são alguns dos fatores, do porque o atrito existe. Para que uma superfície deslize sobre a outra é necessário que os itens descritos anteriormente sejam zerados ou não existam. Em muitos casos, as forças de atrito são úteis; em outros, representam um grande obstáculo.
O atrito é importante mas também atrapalha, por exemplo, não andaríamos se não fosse o atrito entre as solas de nossos sapatos e o chão, pois os pés escorregariam para trás como acontece quando andamos sobre um assoalho bem encerado. Por outro lado, o atrito nas partes móveis de máquinas é prejudicial. Por isso usamos lubrificantes a fim de reduzi-los.
Suponha que uma pessoa empurre um bloco com uma força F. Se o bloco não se mover, é fácil concluir que a força de atrito Fat, deve ter o mesmo módulo, a mesma direção e o sentido contrário à força F. Se continuarmos a empurrar o bloco, aumentando gradualmente o módulo de F, haverá um momento em que o objeto se põe em movimento. Neste momento, o valor de F ultrapassou o valor de FAT . Como o bloco se manteve parado enquanto se manifestava esta força, ela é chamada de força de atrito estático. Quando o bloco entra em movimento, uma força de atrito, opondo-se a este movimento, continua a atuar, esta força é denominada força de atrito cinético.
A força de atrito cinético é sempre menor do que o valor máximo da força de atrito estático. A força de atrito é determinada pela equação matemática:
Fat=μ.N (μ (mi) é o coeficiente de atrito e N é a normal)
Aparelhos utilizados:
Plano inclinado;
Corpo de prova;
Dinamômetro.
 Plano inclinado Kersting II – EQ001 Corpo de prova Dinamômetro EQ.007.08C 
Roteiro do experimento:
Usando o dinamômetro determinar o módulo do peso (P) do corpo de prova de madeira; 
Colocar o corpo de prova de madeira sobre o plano inclinado. A parte esponjosa do corpo de prova deve ficar voltada para baixo. Girar o manípulo do fuso de elevação contínua, inclinando o plano articulável até o ângulo de 30°; 
Fazer o diagrama de forças atuantes sobre o corpo de prova; 
Justificar o motivo pelo qual o corpo de prova não desce a rampa sob a ação da componente x da força peso (Px). 
Com o corpo de prova com a esponja para baixo, recoloque o plano à 0º e determine o módulo da força de atrito estático (fe) que atua no corpo de prova de madeira. 
Manter o corpo de prova com a esponja para baixo, eleve a rampa continuamente (sempre dando leves batidas com o dedo sobre a mesma) até começar o deslizamento. Em seguida, diminuir levemente a inclinação até obter um movimento bastante vagaroso do móvel. Determinar experimentalmente o ângulo (θ) em que o corpo de prova desliza com velocidade aproximadamente constante. Caso haja mais de um ângulo, determine o ângulo médio (θmédio); 
Fazer 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, utilizar o ângulo médio (θmédio); 
Usando as informações contidas no diagrama de forças construído no item 3.7, demonstrar matematicamente que μc = tang (θ) ou μc = tang (θmédio). 
Calcular μc.
Dados coletados e observações:
Usando o dinamômetro determinamos o módulo Peso (P) do Corpo de prova de madeira = 0,8N
Fazendo o diagrama das forças:
 O Corpo de prova não desce a rampa porque a força de atrito estático é maior que a força gerada pela componente Px.
colocando o plano inclinado a 0°, e com o Corpo de prova com a esponja para baixo, demos leves petelecos no corpo até o mesmo começar a se mexer. Não conseguimos determinar a Força de atrito estático naquele momento.
Um integrante do grupo ficou encarregado de erguer vagarosamente o plano inclinado (dando leves batidas com o dedo sobre o mesmo) fazendo assim com que o ângulo de inclinação do plano aumentasse gradativamente até que o objeto deslizasse, outro componente do grupo ficou encarregado de verificar em que ângulo ocorria a iminência do movimento. Começou o deslizamento aproximadamente em 37°. Em seguida diminuímos levemente a inclinação até o Corpo de prova obter um movimento vagaroso. O corpo de prova obteve movimento com velocidade aproximadamente constante em: 35° 37° 39° 40° 40°. Como teve variações de opiniões no grupo sobre o ângulo exato que ocorreu o início do movimento com velocidade constante, obtemos as médias dos ângulos que foi 40°.
Cálculos:
Ao inclinar o plano inclinado a 25° o mesmo começou a se mover, logo vamos calcular as forças nesse momento:
P= 0,8N (Corpo de prova)
decompondo P:
Px=sen30°*0,8
Px=0,4N
FatE=Px Neste caso a N é Py, logo:
 Py=cos30°*0,8
 Py=0,87*0,8
 Py=0,70N
Px= μe*N
Px= μe*Py
0,4= μe*0,70
μe=0,4/0,70
μe=0,57
Coeficiente de atrito cinético
μc=tg(37°)
μc=0,75
 
Análise dos resultados:
Pode – se concluir que não é necessário saber a massa do objeto para determinar o coeficiente de atrito, bastando apenas saber o ângulo de iminência do movimento. O ângulo encontrado é aproximado, visto que a obtenção das medidas ocorreu quando o objeto começou a deslizar. Em conseqüência 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, e ao fato de este ângulo ter variado bastante durante o experimento.
Bibliografia:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=446
http://www.facip.ufu.br/sites/facip.ufu.br/files/Anexos/Bookpage/Anexos_fe1-11-determinacao-do-coeficiente-de-atrito.pdf