Força de atrito experimento

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Força de atrito
LABORATÓRIO DE FÍSICA I 
IFMG Campus Betim  
 
Rafael Enzio Moreira Teixeira, ECA 
Josimar Nunes da Silva, EM 
09/04/2018 
Resumo.  A força de atrito é uma força de fundamental importância em nossas vidas, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você professor está lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio para ficar de pé. Foi o artista, inventor e cientista italiano Leonardo da Vinci (1452-1591) quem primeiro estudou o atrito nas máquinas que construiu e sendo melhor estudado por Isaac Newton com o atrito dependendo da natureza dos materiais em contato.
Palavras chave: atrito, Leonardo da Vinci, Isaac Newton
Introdução
Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superfície. Relacionando com a 2ª Lei de Newton, se um corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade, quando aplicada a ele o princípio fundamental da dinâmica poderemos dizer que:
Formula 1
Quando duas superfícies deslizam ou tendem a deslizar uma sobre a outra, atua uma força chamada atrito. O atrito é causado pelas irregularidades nas superfícies em contato mútuo e depende dos tipos de materiais e da força que os mantêm em contato. Mesmo as superfícies que aparentam ser muito lisas têm irregularidades microscópicas que se opõe ao movimento. A força de atrito é calculada pela expressão :
Formula 2
F=N* μ
N é a reação normal, que tem o valor da força de contato entre as duas superfícies; μ é o coeficiente de atrito e depende dos dois tipos de superfícies que estão em contato.[1]Força atrito possui direção, sentido e módulo, as forças de atrito são contrarias ao movimento. Quando existe força atuando em um corpo mas ele não se move, o atrito é denominado estático, quando existe força atuando num corpo e ele se move, o atrito é denominado cinético.
A força de atrito estático é calculada como: 
Formula 3
Fatest = μest * N 
Fatest é a força de atrito estático;
μest é o coeficiente de atrito estático;
N é a Força Normal.
A força de atrito dinâmico é calculada como: 
Formula 4
Fatd = N * μd
Fatd é a força de atrito dinâmico;
μd é o coeficiente de atrito dinâmico;
N é a Força Normal.
As duas primeiras Leis do Atrito, usualmente aceitas, são atribuídas a Amontons (Guillaume Amontons 1663-1706) ou a Amontons e Coulomb [2]: 
1ª Lei do Atrito: A força de atrito é proporcional à força normal; e
2ª Lei do Atrito: A força de atrito é independente da área aparente de contato. A terceira lei é atribuída a Coulomb (Charles Augustin de Coulomb 1736-1806) [3] e é formulada como: 
3ª Lei do Atrito: A força de atrito é independente da velocidade de deslizamento.
 Além destas leis universalmente aceitas, da Vinci [4] ainda havia registrado:
 1. A força de esfregamento depende da natureza dos materiais em contato; 
2. A força de esfregamento depende do grau de acabamento das superfícies em contato; 
3. A força de esfregamento depende da presença de um fluido ou outro material interposto entre as superfícies; e 
4. A força de esfregamento aumenta com a pressão aplicada por um corpo contra o outro. 
O estudo dessas forças tem enorme interesse prático porque o seu controle permite aumentar a eficiência de máquinas e equipamentos, diminuindo o desgaste das partes moveis dessas máquinas como, por exemplo, o motor de um automóvel.
Procedimento Experimental
Com base no experimento M2-1 O princípio da inercia do livro mecânica 2, Para colocar em movimento um corpo que se encontra em repouso, é necessário exercer uma força. Essa força foi estudada e desenvolvida pelo filósofo grego ARISTÓTELES, O corpo em movimento chega à imobilidade quando a força que o impele não mais pode agir de modo a deslocá-lo. Com base nisso iniciamos o procedimento a força de atrito m2-4 no dia 02/04/2018, no laboratório de física do instituto federal de minas gerais localizado em Betim. com o roteiro sugerido pelo o livro de mecânica2, seguimos os procedimento descritos no livro e utilizamos o kit 2 para esse experimento conforme a imagem 1.
Imagem 1 Kit M2
 Os matérias adotado no experimento foram: calço o de atrito, pino de apoio,1 medidor de forças , 4 pesos de 50g com fenda e trilho transversal. Seguramos o medidor de força perpendicular ao nível dos olhos e corrigimos o erro de não esta no zero para aquele trabalho a ser realizado, pegamos o pino de apoio e montamos no furo de encaixe existente no calco e determinamos sua força peso, logo após na instrução de experimento, vimos que teríamos que voltar a marcação ‘’a que estava antes de zerar o medidor de força’’,( pois em posição horizontal não existe a força do peso da mola ), zeramos o instrumento na posição horizontal, assentamos o calço de atrito com a maior área de contato em cima do trilho e assim colocamos na extremidade da esquerda do trilho universal e penduramos a o medidos de força pelo seu gancho conforme a imagem 2 .
Imagem 2
E assim puxamos o medidor de força e o calço ao longo do trilho mantendo o medidor meio centímetro do trilho, segundo o caderno de instruções. No experimento notamos o aumento da força para movimentar o bloco e depois notamos que se torna mais constante durante o restante do trilho .e assim repetimos o procedimento varias vezes com peso diferentes de50g sobre o pino de apoio, achando os seguintes valores: com o bloco livre de pesos, achamos uma força de 0,24N, com 50g uma força de 0,34N, com 100g uma força de 0,44N, com 150N uma força de 0,54N e com 200g uma força de 0,64N conforme mostra a imagem 3.
 
Imagem 3
E logo após de inserir os quatro pesos no pino de apoio dando um peso 200g, fizemos as medições e mudamos o calço de posição, colocando desta vez a parte mais estreita no trilho e inserimos o pino de apoio no respectivo furo de encaixe e repetimos todos os passo acima com o bloco livre de pesos, achamos uma força de 0,24N, com 50g uma força de 0,34N, com 100g uma força de 0,44N, com 150N uma força de 0,54N e com 200g uma força de 0,64N e com esses dados preenchemos as tabelas.
Resultados e Discussão
Tabela 1 :Superfície mais larga do calço de atrito 
	G em N
(±0,02 de erro)
	F em N
(±0,02 de erro)
	F : G
	0,66
	0,20
	0,30
	1,15
	0,30
	0,26
	1,64
	0,50
	0,30
	2,13
	0,60
	0,28
	2,62
	0,70
	0,27
Tabela 2: Superfície com sua parte mais estreita do calço de atrito 
	G em N
(±0,02 de erro)
	F em N
(±0,02 de erro)
	F : G
	0,66
	0,20
	0,30
	1,15
	0,30
	0,26
	1,64
	0,50
	0,30
	2,13
	0,60
	0,28
	2,62
	0,70
	0,27
Para se obter a força peso foi utilizado a Formula 1 levado em conta uma gravidade de 9,8±0,1 N/,para realizar os cálculos de coeficiente de atrito foi utilizado a Formula 2
 
Conclusão
Com a realização do experimento percebe-se que ao tentar deslizar um objeto sobre uma superfície existira uma certa resistência que se deve a força de atrito estático é  atrito dinâmico que ocorre quando a superfície de um corpo desliza ou escorrega em contato com a superfície de algum outro corpo.
Sendo assim necessário vencer a força de atrito estático dada pela Formula 3 existente entre duas superfícies em contato quando estão em repouso, após essa resistência vencida temos a resistência dada pela força de atrito dinâmico dada pela Formula 4 que existe entre duas superfícies em movimento, sendo assim a força de atrito estático> força de atrito dinâmico> força de atrito de rolamento . 
Nota-se que a força de atrito e independente da área sendo apenas o coeficiente de atrito entre as superfícies e a força peso responsáveis pela influência, ao mudar a área de deslizamento por uma menor, a diferença é que o peso estará concentrado em uma áreamenor .
O valor de coeficiente de atrito de deslizamento 
Madeira/Alumínio médio encontrado foi de 0,28.As leis fenomenológicas de Amontons-Coulomb que descrevem o atrito de escorregamento podem comprovar as conclusões que chegamos onde elas são expressas como:
A força de atrito e independente da área aparente de contato. 
O atrito e proporcional á carga normal.
O atrito cinético e aproximadamente independente da velocidade de deslizamento. 
Referências
Aqui você deve incluir as referências bibliográficas do material adicional (figuras, livros, etc.) usado para a elaboração do relatório 
[1] Física Experimental / Wagner Corradi ...[et al.] 
- Belo Horizonte ; Editora UFMG, 2008 
[2]CZICHOS, H. Tribology – a systems approach to the science and technology of friction, lubrication and wear. Elsevier, Amsterdam, 1978. p. 4, ISBN 0-444-41676-5.
[3]HUTCHINGS, I. Tribology, friction and wear of engineering materials. Edward Arnold, London, 1992. p. 23, 1992. ISBN 0-340-56184-X.
[4]VINCI, Leonardo da. I Libri di Meccanica [Comp] Arturo Uccelli. Milão, Ulrico Hoepli, 1940. 673p.
Crédito - Este texto foi adaptado do modelo de relatório usado em http://fisica.ufpr.br/LE/.