4ª Aula Força de Atrito e Pneus

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FORÇA DE ATRITO E 
PNEUS
INTERAÇÃO ENTRE RODA E SOLO
TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA -
PROF. JEFFERSON A. MACHADO
INTRODUÇÃO
O movimento de uma roda sobre o plano pode ocorrer de duas
formas:
- Por escorregamento: ocorre com qualquer corpo que esteja em uma
pista sem atrito;
- Por rolamento : quando há atrito entre o corpo e a pista.
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ATRITO
O atrito é um tipo de força que está presente quando duas
superfícies entram em contato.
Para que um veículo entre em movimento, é necessário vencer uma
das forças de atrito, que é a gerada entre o pneu e o solo.
A determinação da força de atrito se dá a partir da força Normal e de
uma grandeza denominada de coeficiente de atrito (μ).
Onde : μ = coeficiente de atrito 
(adimensional);
N = força normal (No plano reto é 
igual ao próprio peso)
OBS: Cerca de 20% da gasolina consumida por um automóvel é usada para compensar o
atrito das peças do motor e da transmissão.
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CARACTERÍSTICAS DA FORÇA DE 
ATRITO
- Se opõe ao movimento;
- Depende da natureza e da rugosidade da superfície (coeficiente de
atrito);
- É proporcional à força normal de cada corpo (maior o peso, maior a
força de atrito);
- A força de atrito independe da área do material, e sim, do peso;
- Transforma a energia cinética do corpo em outro tipo de energia que é
liberada ao meio. TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA -
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OBSERVAÇÕES
A força de atrito entre as duas superfícies é independente da área
de contato mas depende da intensidade da força de compressão entre as
duas superfícies e da natureza das superfícies.
Neste caso, independente da largura do pneu, o que irá importar é a
força de compressão exercida.
Curiosidade :
- Os pneus mais largos (aro 17) travam melhor e seguram o carro, pois possuem uma maior
área de contato com o solo;
- O consumo de combustível aumenta, devido ao maior contato com o solo, fazendo com que
o motor tenha que fazer mais 'força‘.
- Não se atinge maior velocidade com esse tipo de pneu, uma vez que o atrito é maior que o
dos pneus mais finos, portanto, se fornecer forças iguais para pneus finos e grosso, o
primeiro andará mais rápido que o segundo.
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TIPOS DE ATRITO
Atrito Estático: A força de atrito estática é aquela que precisa ser
vencida para que o movimento de um objeto seja possível.
Atrito Dinâmico: Ocorre quando se vence a força de atrito, pois neste
caso, o objeto entra em movimento.
OBS: O coeficiente de atrito estático é maior que o dinâmico, pois a força de atrito para
manter um objeto parado é maior do que em movimento.
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TABELA DE COEFICIENTES DE 
ATRITO EM SUPERFÍCIES
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EXERCÍCIOS
1) Um veículo tem velocidade de 35,0 m/s, sobre uma superfície
horizontal. O coeficiente de atrito cinético com a superfície é igual
a μc=0,25. Sem ação de outra força sobre ele, qual será a aceleração
negativa que ele terá e o tempo que demora para parar, devido ao atrito?
2) Um automóvel de 100 kg está apoiado sobre uma superfície horizontal
com a qual tem um coeficiente de atrito estático igual a μe=0,35 e o
dinâmico é igual a μc=0,30. Sendo a aceleração da gravidade igual
a g=10,0m/s². Após iniciar o movimento, qual força será necessária para
manter o corpo em estado de aceleração constante de a=2,0m/s² ?
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ATRITO EM PISTAS CURVAS
- SEM INCLINAÇÃO:
Para pistas curvas deve-se levar em consideração a força centrípeta,
juntamente com o atrito gerado.
Neste caso iguala-se a força centrípeta gerada
pelo movimento curvilíneo e a força de atrito dos
pneus.
Mediante a isto, consegue-se calcular a
velocidade do veículo, raio de curvatura e o
próprio atrito.
OBS: Com relação ao coeficiente de atrito, para este cálculo utiliza o estático, porém caso o 
pneu se desgarre do solo usa-se o dinâmico. 
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EXERCÍCIO
1) Um veículo contorna uma curva circular, plana de raio 50 m com
velocidade de 72 km/h. Nestas condições, qual deverá ser o coeficiente
de atrito gerado entre os pneus e a pista, para que este veículo possa
fazer a curva, sem derrapar? (Considere g = 9,8 m/s²).
2) Um trem suburbano trafega 75 % da distância entre duas estações à
velocidade média de 50 km/h. O restante é feito à velocidade média de
V km/h. Se a velocidade média, entre as estações, é de 40 km/h, qual o
valor da velocidade V?
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PLANO INCLINADO
A figura abaixo mostra um bloco num plano inclinado com aceleração
constante. Onde as forças são decompostas em x e y. Logo tem-se:
Aplicando a segunda lei de Newton para o cálculo
da aceleração do bloco, tem-se:
OBS: O veículo também tem que vencer a resistência a aclive 
para gerar movimento.
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EXEMPLOS
1) Um veículo possui velocidade constante ao subir uma rampa cuja
inclinação é de 20º. Sendo a massa do veículo igual a 950 kg, qual será
a sua aceleração?
2) Qual a potência desenvolvida pelo motor de um carro de peso P =
5000 N, ao subir uma rampa inclinada de 30º em relação à horizontal,
com velocidade constante de 72 km/h?
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