RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA 1 COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ – UFOPA
INSTITUTO DE ENGENHARIA E GEOCIÊNCIAS - IEG
PROGRAMA DE CIÊNCIAS DA TERRA - PCDT
RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA 1
COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO
ALUNOS:
Aumir Silva
Anne Caroline
Gilmar Júnior
Raimundo Oscar
Tatiana Alcântara
SANTARÉM/PA
AGOSTO/2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ - UFOPA
INSTITUTO DE ENGENHARIA E GEOCIÊNCIAS - IEG
PROGRAMA DE CIÊNCIAS DA TERRA - PCDT
RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA 1
COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO
Relatório apresentado à
disciplina Física Geral I,
na Universidade Federal
do Oeste do ParáUFOPA, sendo solicitado
pelo professor Antônio
Paulo, como requisito
parcial de aprovação na
disciplina.
SANTARÉM/PA
AGOSTO/2014
SUMÁRIO
1.0 OBJETIVO ................................................................................................................................. 4
2.0 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 4
3.0 MATERIAS NECESSÁRIOS ......................................................................................................... 5
4.0 PROCEDIMENTOS EXEPRIMENTAIS ......................................................................................... 5
5.0 ANÁLISE E DISCUSSÃO DE DADOS ........................................................................................... 6
6.0 CONCLUSÃO ............................................................................................................................ 7
7.0 REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 8.
4
1. OBJETIVO
Determinar o coeficiente de atrito estático
rígidas utilizando o dinamômetro e o plano inclinado.
entre duas superfícies
2. INTRODUÇÃO
Há muito tempo os pré-históricos quando descobriram o fogo também
descobriram a força de atrito já que o choque entre duas pedras produzia
faíscas, com isso os nossos primitivos deixavam folhas e galhos secos
próximos às faíscas produzidas para que o fogo fosse produzido. Podemos
ainda observar o atrito em muitas outras coisas que fazemos, como por
exemplo: quando acendemos um fósforo, quando caminhamos, quando
escrevemos, quando um motor de carro funciona e até mesmo quando
soltamos um corpo no ar. [1]
A força de atrito existe somente quando acontece uma interação
mecânica entre as superfícies de dois corpos ou a tendência de movimento
entre elas causada por outras forças externas, a energia produzida do
movimento entre as superfícies são totalmente convertidas em forma de calor.
Para o cálculo da força de atrito existem, além da força normal, dois tipos de
coeficiente de atrito: coeficiente de atrito estático e coeficiente de atrito cinético,
esses coeficientes dependem do material que compõem o corpo estudado.
Todos os corpos que estudamos por mais liso que seja sua superfície possui
uma rugosidade, essas rugosidades podem ser microscópicas ou
macroscópicas.
A força de atrito estático
estes valores:
entre duas superfícies em contato pode ter
Em que
é o coeficiente de atrito estático e
é o módulo da força
normal às superfícies.O valor de
depende apenas da natureza das
superfícies e é praticamente independente da área de contato entre elas.
Para colocar o corpo em movimento, é necessário aplicar uma força
sobre o bloco, neste caso paralelamente ao plano horizontal, que tenha o
módulo
superior a certo valor mínimo. Este valor mínimo corresponde ao
valor máximo da força de atrito estático
, que é dado por,
5
Outro método bastante simples para medir o
entre duas superfícies
está representado na Figura 01. Um bloco é colocado sobre uma superfície
inclinada em relação à horizontal. Em seguida, aumenta-se a inclinação da
superfície até que o bloco comece a se mover quando o ângulo é
. Nessa
situação, o coeficiente de atrito estático é dado por,
Figura 01. : Bloco sobre uma superfície plana, que é inclinada ate que comece a deslizar.
A força de atrito é diretamente proporcional à força normal que a
superfície exerce sobre o bloco, desta forma quanto maior a força normal maior
será á força de atrito. O tamanho da força de atrito dependerá do tipo de
material constituinte.
3. MATERIAIS NECESSÁRIOS
01 Plano inclinado com plataforma de atrito;
01 Bloco de madeira com superfície acrílica;
01 Dinamômetro;
01 Transferidor;
04 Massas esféricas.
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Inicialmente, foi calibrado o dinamômetro para então serem
pesados à massa do bloco de madeira e das quatro esferas maciças.
Colocamos o bloco de madeira com o lado de superfície acrílica sobre o
plano inclinado regulado, a partir disso aumentamos o ângulo que o
plano inclinado formava em relação á base até o exato momento emque
o bloco saísse do seu estado de repouso, e a cada procedimento
juntamente com o bloco era acrescentado uma esfera maciça, repetindo
cada experimento cinco vezes para que houvesse uma maior exatidão
do procedimento.
A partir do momento em que o bloco começava a sair do seu
estado de repouso, medimos a altura formada do plano inclinado com
relação à base e a distância do início do plano inclinado com relação à
6
base e a distância do início do plano inclinado até o ponto onde
medimos a altura e a força indicada no dinamômetro, conforme a Figura
02.
Figura 02. Altura e distância do bloco com o plano inclinado.
Obtendo-se os dados do experimento calculou-se a tangente
entre a altura e a distância, através do cálculo encontramos o coeficiente
de atrito existente entre o bloco e o plano inclinado e fazendo a tangente
inversa do coeficiente de atrito chegamos ao ângulo que o plano
inclinado faz com a base horizontal.
5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE DADOS
Com os dados calculados obtivemos a seguinte Tabela 01:
Nº Procedimentos
1 - Bloco
2 -Bloco + uma massa
3 - Bloco + duas massas
4 - Bloco + três massas
5 - Bloco + quatro massas
Fe. Max (N)
0,27
0,48
0,68
0,94
1,15
Força Normal: N (N)
0,77
1,25
1,73
2,21
2,69
Tabela 01. Dados experimentais para o cálculo do coeficiente de atrito estático
y = 0,5989x + 0,032
R²= 0,978
1,4
Força de atrito maximo (N)
.
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
0,5
1
1,5
Força Normal (N)
2
Figura 01. Força de atrito máximo (N) em função da Força Normal (N).
2,5
3
7
De acordo com a Figura 01. Aforça de atrito máximo cresce em função da
força normal, quanto maior a força de atrito existente maior será a força normal
atuante.
Para a obtenção do coeficiente de atrito, utilizou-se a equação 3 onde:
O ângulo encontrado entre o bloco de madeira com superfície acrílica formava
em relação com o plano inclinado, igual a média de 30,92 º
Utilizando duas casas após a vírgula o coeficiente de atrito encontrado
para o bloco de madeira com superfície acrílica é:
E o erro padrão encontrado para a variante y, no caso, a Força normal
(N) foi de 0,6 e para a variante x, sendo a Força de atrito máximo (N) de
0,5.
6. CONCLUSÃO
Segundo a teoria da força de atrito, sempre que a superfície de
um corpo escorrega sobre outro, cada corpo exerce sobre o outro uma
força paralela às superfícies. Essa força é inerente ao contato entre as
superfícies e chamamos de força de atrito. A força de atrito sobre cada
corpo tem sentido oposto ao seu movimento em relação ao outro corpo,
o experimento foi satisfatório, pois podemos comprovar essa teoria.
Determinamos o coeficiente de atrito do bloco de madeira com o lado de
superfície acrílica sobre o plano inclinado regulado, que foi de 0.6 e
como o coeficiente de atrito é a tangente do ângulo de inclinação, ele
não depende da área, mas depende da superfície de contato.
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 Halliday, Resnick, walker-Fundamentos de física, vol.1: mecânica, 8 edição,
2008. Página 127-128.
Knight, R: Física 1 – Uma abordagem estratégica.2a Edição – 2009, Bookman
Companhia Editora – Artmed Editora S.A. São Paulo – SP.