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Relatório Forças de Atrito Atuantes Num Móvel Situada Sobre a Rampa

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
MATUTINO 
 
 
 
Amanda Carmo Santos 
 
 
 
 
 
FORÇAS DE ATRITO ATUANTES NUM MÓVEL SITUADO 
SOBRE UMA RAMPA 
 
(Experimento 9) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2021
 
2 
 
1 INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem como objetivo estudar a força de atrito ativa de 
um corpo presente em uma rampa, sendo capaz de compreender o atrito 
estático, cinético e a atuação das forças de atrito estático e cinético. Dessa 
forma, o relatório será associado ao roteiro do experimento 09 do caderno de 
práticas da UCSAL “Máquina simples: forças de atrito atuantes num móvel 
situado sobre uma rampa” e ao vídeo “Medindo o coeficiente de atrito” da Editora 
Galera da Física. 
Sobre a força de atrito, tem-se que 
A força de atrito é uma força de oposição à tendência do 
escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as 
duas superfícies que estão em contato. A força de atrito depende da 
força de compressão que o objeto faz com a superfície de apoio. Essa 
força de compressão é representada pela força normal. (BISQUOLO, 
2009). 
A força de atrito pode ser classificada de duas formas, sendo elas 
A força de atrito estática ocorre quando a força aplicada em um corpo 
não é suficientemente maior que a força de atrito em questão, então o 
corpo não entra em movimento. A propriedade da superfície nesse 
caso denomina-se coeficiente de atrito estático. Já a força de atrito 
cinético ocorre quando a força aplicada em um corpo consegue ser 
suficientemente maior que a força de atrito em questão, 
consequentemente, o corpo acaba entrando em movimento. A 
propriedade da superfície geradora da força de atrito nesse caso é 
denominada coeficiente de atrito cinético. A diferença entre ambas é 
apenas a propriedade da superfície denominada coeficiente de atrito 
que pode ser estático ou cinético. (RODRIGUES, 2014). 
De acordo com o professor do vídeo “Medindo o coeficiente de atrito”, 
ângulo crítico “é o limite máximo de inclinação que um corpo se dispõe”. Quando 
um corpo é colocado sobre um plano inclinado, na situação do vídeo, a força 
peso está sendo equilibrada na superfície através da componente normal e de 
atrito. A medida em que a inclinação do plano aumenta, a componente normal 
diminui, aumentando a componente atrito. Havendo um aumento na inclinação 
do plano, a componente normal diminui e a componente atrito aumenta, portanto, 
 
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nessa progressão, haverá um momento em que a força de atrito atingirá seu 
valor limite, logo, não poderá mais aumentar. Consequentemente, caso haja um 
aumento na inclinação, o corpo irá escorregar. Portanto, esse ângulo no qual o 
corpo fica prestes a escorregar é denominado ângulo crítico. 
O procedimento experimental consta em realizar a medição coeficiente de 
atrito. Para isso, o professor relata que pode-se obter o valor máximo do 
coeficiente de atrito através da força normal correspondente. Após isso, mede-
se o peso do bloco será medida, assim como a força de atrito, que será medidas 
mais vezes para termos a média dos valores. O professor explica um outro meio 
de encontrar o coeficiente de atrito, que se dá ao colocar um corpo sobre um 
plano inclinado, para que possa determinar o valor a partir desse ângulo. Por fim, 
coloca dois blocos com pesos diferente sobre o plano inclinado e assim observa 
qual bloco será o primeiro a se mover desde os ângulos. 
Os materiais utilizados no experimento são: 
● 01 dinamômetro; 
● 01 anel com fio de poliamida; 
● 02 blocos de madeira; 
● 04 livros; 
● 01 plano de inclinação. 
 
2 RESULTADOS E ANÁLISES 
 
 Figura 1 – Medindo o coeficiente de atrito, [6:25] 
 
 Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ktrPEAW6BL0 
 
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O vídeo “Medindo o coeficiente de atrito” é uma aula prática que tem como 
objetivo determinar o coeficiente de atrito. A partir minutagem 2:35, o professor 
dispõe o bloco de madeira sobre um plano inclinado, no qual está apoiado nos 
livros. Após isso, realiza a medição do ângulo crítico e da tangente, resultando 
em θ = 14º e µ = tg14º = 0,25, respectivamente. O peso médio do bloco de 
madeira utilizado no vídeo é de PM = 5N. 
Justificando o item 3.5 do caderno de práticas da UCSAL, o movimento 
relativo de deslizamento entre as superfícies envolvidas somente ocorre para 
valores acima de certo limite da força aplicada ao bloco de madeira. Aumentando 
a inclinação do plano, a componente normal diminui, gerando aumento na 
componente atrito. Logo, ao aumentar a inclinação do plano, a componente 
normal se diminuirá e a componente atrito aumentará. Em certo momento, a 
força de atrito atingirá seu valor limite, logo, não poderá mais aumentar. Dessa 
forma, caso haja um aumento na inclinação, o corpo irá escorregar. 
Embora o vídeo e o caderno de práticas utilizem coincidentemente um 
ângulo de 15º, as diferenças se dão no plano de inclinação, nas superfícies, e 
no vídeo, o bloco é de madeira, enquanto o do caderno de práticas é uma 
superfície esponjosa. 
Conforme solicitado no item 3.4 do caderno de práticas, a figura 2 
representa o diagrama de forças atuantes sobre o bloco de madeira. 
 
Figura 2 – Desenho esquemático (1) contendo o diagrama de forças atuantes 
sobre o bloco de madeira. 
 
 Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado-com-atrito.htm 
 
 
5 
 
Para calcularmos a força de atrito estático solicitada no item 3.6 do 
caderno de práticas, utiliza-se Fate = μe.N, onde: μe é o coeficiente de atrito 
estático e N é a força normal. Dessa forma, temos que: Fate = 0,25x5N ⸫ Fate = 
1,25N. 
De acordo com os procedimentos 3.11 e 3.12 do caderno de práticas, 
conforme o diagrama de forças elaborado, prova-se matematicamente que, de 
acordo com as equações: N = P.cosα, Fe = P.senα e μe = tgα, tem-se: 
senα = 
𝐹𝑒
𝑃
 e cosα = 
𝑁
𝑃
 , então, 
 
𝑠𝑒𝑛α
𝑐𝑜𝑠α
 = 
𝐹𝑒
P⁄
𝑁
P⁄
 ⇒ tgα = 
𝐹𝑒
𝑁
 ⸫ tgα = μe 
Portanto, provou-se matematicamente o solicitado. 
O desafio proposto pelo professor consiste em utilizar dois blocos de 
madeira com massas diferentes. Inicialmente, ele colocou o papel nas 
superfícies dos blocos de forma que o contato no plano seja o mesmo. Após isso, 
ele relata que o plano será inclinado, para que os alunos possam deduzir qual 
dos dois blocos será escorregado primeiro. 
 
 Figura 3 – Medindo o coeficiente de atrito, [6:25] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ktrPEAW6BL0 
 
3 PESQUISA 
a) O vídeo proposto pelos alunos Ana Carolina Apolinario, Célio Moura e 
Pedro Leal, inicia-se com um deles apresentando os materiais que serão 
utilizados para a realização da prática, que são: uma tábua, um 
transferidor, um ponto de apoio e um objeto deslizante (controle remoto). 
Segundo ele, essa experiência consiste numa metodologia que 
 
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demonstra como medir o coeficiente de atrito com a medida de um ângulo 
formado com a horizontal em relação ao plano inclinado. 
 
Figura 4 – Experimento de Física 1: Plano Inclinado - Com Ana Carolina Apolinario, 
Célio Moura e Pedro Leal, [2:19] 
 
https://www.youtube.com/watch?v=eMPJvjyECS8 
 
Ao decorrer do vídeo, o aluno calcula o valor do coeficiente de atrito 
através da fórmula Fate = μe.N, onde ele explica as variáveis e deduz 
matematicamente até encontrar o valor da tangente do ângulo. 
 
Figura 5 – Experimento de Física 1: Plano Inclinado - Com Ana Carolina Apolinario, 
Célio Moura e Pedro Leal, [2:19] 
 
https://www.youtube.com/watch?v=eMPJvjyECS8 
 
Por fim, ele realiza dois cálculos para dois corpos com ângulos distintos. 
O primeiro corpo é o controle remoto que resulta na tg25º ≅ 0,47 e o segundo 
corpo é o bloco de madeira que resulta na tg31º ≅ 0,6. 
 
b) Pontos fortes: o vídeo