relatorio 8 força de atrito

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INTRODUÇÃO
Para perceber a existência do atrito em um plano inclinado é possível fazer uma experiência simples: colocar um objeto com uma massa considerável sobre uma rampa. É possível inclinar a rampa sem que o objeto se mova, porém a um determinado grau de inclinação o objeto passa a se mover, esse ângulo de inclinação é denominado ângulo crítico
Já que, para inclinações inferiores a teta o bloco não escorrega, podemos dizer a partir do experimento que existe uma força tangente à superfície resistente à tendência de movimento, chamada força de atrito.
Experimentalmente, observa-se que, utilizando diferentes blocos de mesmo material, porém de formatos, áreas de contato e massas diferentes, o escorregamento ocorre sempre no mesmo ângulo de inclinação teta. Tal inclinação limite só se altera com a mudança dos materiais da rampa, do bloco ou de ambos.
Na posição crítica, decompondo o peso em suas parcelas horizontal e vertical (sendo a resultante nula), podemos escrever:
P.cos ϴ= N
P.sen ϴ = A
Dividindo um termo pelo outro, temos:
= tgϴ
Como o ângulo ϴ é o mesmo, independente do formato ou da massa do bloco, conclui-se que a relação A/N, no ponto crítico, é sempre constante para o material utilizado. A essa relação damos o nome de µ.
O coeficiente de atrito não representa somente a natureza dos materiais em contato, mas todo um sistema complexo que inclui temperatura das superfícies, pressão e, quando se estuda o atrito cinético, velocidade relativa de escorregamento.
Mas, então, como é suposto constante? Experimentalmente, observa-se que, para velocidades não muito elevadas e temperaturas e pressões baixas, µ é praticamente constante e não depende da área de contato. Isso possibilita realizar cálculos mais simples e com ótima precisão. Para entender melhor a natureza do coeficiente de atrito e da força de atrito, é preciso recorrer ao estudo microscópico das superfícies. Como exemplo, considera-se para isso, duas chapas de metal com superfícies perfeitamente polidas.
Ao colocar essas superfícies em contato, como não há rugosidade, ao contrário do que se pensa intuitivamente não haveria um escorrega­mento sem resistência alguma entre elas, pelo contrário, elas se fundiriam instantaneamente e formariam uma única chapa; o que se chama soldagem a frio. Isso acontece porque no contato, átomos de uma superfície estão encontrando átomos da outra superfície, o que faz com que eletrosferas se encontrem e se atraiam devido a forças eletromagnéticas, o que, macroscopicamente, significa fusão.
Quando duas superfícies polidas são colocadas em contato, somente os pontos altos se tocam. Isso quer dizer que nem toda a área macroscópica está efetivamente em contato. 
Ao encontro dos pontos altos das superfícies em contato, dá-se o nome de microssoldas, as quais são responsáveis pela aderência e resistência ao escorregamento. O desenho abaixo mostra o encontro dos pontos altos numa ampliação do contato macroscópico:
Suponha que dois objetos de superfícies planas e de mesma massa estão em contato com uma superfície lisa qualquer.
Os objetos, no entanto, possuem áreas de contato bem diferentes. Tal situação permite perceber que o objeto de maior área terá seu peso mais distribuído pela superfície, enquanto que o de menor área terá seu peso mais concentrado intuitivamente, o conceito de pressão está sendo aplicado.
Em uma análise pouco profunda seria possível afirmar que quanto maior a área, mais pontos altos nas superfícies se soldariam e a resistência ao escorregamento seria maior. Isso não ocorre, pois objetos de menor área, devido à maior pressão, apresentam maior interpenetração das superfícies ou soldas mais “profundas”. Concluindo com o experimento: a resistência ao escorregamento seria praticamente a mesma para ambos os objetos.
Em resumo, é possível afirmar que o atrito é um fenômeno eletromagnético muito complexo se estudado microscopicamente e de simples equacionamento na maioria das situações, se estudado macroscopicamente.
OBJETIVO
A experiência foi proposta com os seguintes objetivos:
Identificar o dois tipos de forças de atrito que agem no movimento de um corpo
Reconhecer o efeito das forças atuantes no corpo numa rampa;
Calcular o coeficiente de atrito a partir do ângulo crítico
Fazer um esquema das forças atuantes no corpo.
MATERIAL UTILIZADO
01 placa de PVC;
01 rampa de plano inclinado com régua;
01 tripé tipo estrela;
01 haste 405 mm;
01 fixador plástico com haste de rotação;
02 blocos de madeira;
01 transferidor 90º com seta indicadora;
01 dinamômetro de 2 N;
01 dinamômetro de 5 N.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Deu-se início à experiência medindo o peso de ambos os blocos usando o dinamômetro de 5 N.
Peso bloco 1 : 2,85 N
Peso bloco 2 : 3,0 N
A placa de PVC foi fixada na rampa.
Fixe o transferidor para medir os ângulos na rampa
A rampa ficou disposta horizontalmente sobre a bancada e colocou-se o bloco de madeira 1 com a face maior sobre a rampa. A rampa foi fixada no suporte e a inclinação foi elevada vagarosamente de 5 em 5 graus até que o bloco começasse a se mover. O ângulo foi anotado na tabela. Foram feitas 12 medidas alternando com todos os membros do grupo e calculado o valor médio do ângulo crítico.
	 
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	Média
	
	17
	19
	20
	17
	23
	22
	22
	21
	25
	27
	28
	22
	21,92
Foi feito o diagrama mostrando as forças que agem sobre o bloco identificando a força de atrito estática Fae, a força Peso P e suas componentes Fx e Fy e a força normal N com seus respectivos valores. Foi calculado o coeficiente de atrito estático por meio da fórmula:
O procedimento aconteceu de mesma forma com a face menor do bloco 1 e depois com o bloco 2 com a face emborrachada sobre a placa de PVC. Porém, o diagrama de forças foi feito apenas para a primeira situação (bloco 1). 
RESULTADOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSÃO
Abaixo estão os valores obtidos na realização da experiência: 
Peso do bloco 1 (sem borracha): 
Peso do bloco 2 (com borracha): 
	Peso do Bloco 1: 2,85 N
	 
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	Média
	
	17
	19
	20
	17
	23
	22
	22
	21
	25
	27
	28
	22
	21,92
	Peso do Bloco 1: 2,85 N
	
	 
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	Média
	
	
	19
	17
	16
	21
	21
	23
	25
	25
	25
	23
	24
	23
	21,83
	
	Peso do Bloco 2: 3,0 N
	
	 
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	Média
	
	
	20
	21
	21
	25
	22
	24
	23
	21
	22
	25
	23
	20
	22,25
	
	Peso do Bloco 2: 3,0 N
	
	 
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	Média
	
	
	40
	41
	43
	40
	45
	38
	43
	42
	41
	44
	40
	42
	41,58
	
	Situação
	P (N)
	
	tg
	Px (N)
	Py (N)
	N (N)
	Fae
	e
	Bloco 1 - superfície maior
	2,85
	21,92
	0,402
	1,06
	2,64
	2,64
	1,06
	0,402
	Bloco 1 - superfície menor
	2,85
	21,83
	0,4
	1,05
	2,64
	2,64
	1,05
	0,4
	Bloco 2 - superfície maior
	3
	22,25
	0,409
	1,13
	2,78
	2,78
	1,13
	0,406
	Bloco 2 - superfície emborrachada
	3
	41,58
	0,89
	1,99
	2,23
	2,23
	1,99
	0,89
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
CONCLUSÃO 
Por meio da realização do experimento foi possível e da análise dos resultados entre o coeficiente de atrito entre o bloco 1 e o bloco 2 foi possível verificar que a força de atrito é maior em corpos mais ásperos, rugosos ou aderentes do que em corpos de material polido. 
Por meio da análise dos dados também foi possível comprovar que o coeficiente de atrito é numericamente igual à tangente do ângulo crítico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
YOUNG, Hugh D. Física I. Tradução de Sonia Midori Yamamoto: revisão técnica Adir Moysés Luiz. 12 ed. São Paulo: Pearson, 2008.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física – volume 
1: Mecânica. Tradução e revisão técnicaRonaldo Sérgio Biaisi. 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
<http://www.mundovestibular.com.br/articles/224/1/O-ESTUDO-DO-ATRITO/Paacutegina1.html>. Acesso em 21 de nov de 2014.