Relatório Confirmação da Primeira Lei do Movimento da Mecânica

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
MATUTINO 
 
 
 
Amanda Carmo Santos 
 
 
 
 
 
NOÇÕES SOBRE FORÇA DE ATRITO 
Confirmação da Primeira Lei do Movimento da Mecânica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2021 
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1 INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem como objetivo realizar a prática do estudo da 
Primeira Lei da Mecânica. Para isso, será comparado, conceitualmente, o atrito 
estático e cinético, suas diferenças, e classificação da força de atrito, além de 
mencionar que a força é o agente capaz de modificar o estado de um corpo. 
Dessa forma, o relatório será associado ao roteiro do experimento 8 do caderno 
de práticas da UCSAL e ao vídeo do curso da USP. 
A Primeira Lei da Mecânica, também conhecida como princípio da Inércia, 
é definida como 
Propriedade de um corpo que faz com que ele se oponha a qualquer 
agente que tente colocá-lo em movimento ou, caso se encontre em 
movimento, altere a magnitude ou a direção de sua velocidade. Um 
corpo em movimento continua movendo-se não por causa de sua 
inércia, mas por causa da ausência de uma força capaz de retardá-lo, 
mudar sua direção ou acelerá-lo. (HELERBROCK, 2012). 
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). 
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O procedimento experimental consta na confirmação da Primeira Lei do 
Movimento da Mecânica. Para isso, utiliza-se o dinamômetro, instrumento que 
realiza a medição da força através da deformação elástica de uma mola. A 
seguir, pendura-se uma massa no dinamômetro, para que possamos ver a 
indicação do peso dessa massa. Por fim, coloca-se o bloco de madeira sobre o 
papel sulfite, liga-se o dinamômetro neste bloco e puxa-o, podendo observar a 
força exercida pela mola através da sua elongação. 
Os materiais utilizados são: 
• Dinamômetro; 
• Bloco de madeira; 
• Papel sulfite. 
 
2 RESULTADOS E ANÁLISES 
a) Materiais: Para a realização desse experimento, será necessário um 
dinamômetro, um bloco de madeira e uma folha de papel sulfite. 
b) Procedimentos experimentais: É necessário prender o dinamômetro no 
bloco de madeira que está sobre a folha de papel. Com o bloco de 
madeira em repouso, aplica-se uma força sobre o bloco e observa-se a 
mínima necessária para movimentá-lo. Em seguida, retirar a folha de 
papel, deixando o bloco em contato apenas com a superfície da mesa, e 
executar o mesmo procedimento anterior. 
Figura 1 – Mecânica - Tema 5 - Forças - Experimento 10: Força de atrito, [01:20]. 
 
Fonte: http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=5315 
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Para a montagem do experimento, inicialmente, coloca-se o bloco de 
madeira sobre a folha de papel sulfite. Após isso, prende-se o dinamômetro no 
bloco de madeira para que possa aplicar uma força para que o bloco se mova 
posteriormente. 
O movimento relativo de deslizamento entre as superfícies envolvidas, ou 
seja, entre o bloco de madeira e o papel, ocorre somente para valores que estão 
acima de um certo limite da força que será aplicada ao bloco de madeira. 
Segundo a Primeira Lei da Mecânica, “um corpo em repouso assim 
permanecerá a menos que uma força resultante externa venha a atuar sobre 
ele.”. As forças externas iniciais dentro de certo valor limite não conseguiram 
movimentar o bloco porque a força aplicada é igual a força de atrito da superfície 
de contato. A justificativa que se dá ao fato da resultante externa nula no intervalo 
em que a força aplicada não foi capaz de mover o bloco, é que a força aplicada 
é igual a força de atrito da superfície de contato. 
Sabendo que cada faixa do dinamômetro mede 0,2N, a faixa em que o 
dinamômetro começou a ser movimentado foi na quinta, logo, temos que a força 
mínima para realizar o movimento foi de 1N. Para calcularmos o valor do 
coeficiente de atrito, precisa-se do cálculo da força normal que se dá por: N = 
m.g. Considerando que a massa do bloco possui 500g, temos que: N = 0,5x9,81 
⸫ N = 4,09N. A partir desse resultado podemos calcular o coeficiente, pois µ = 
𝐹𝑎𝑡
𝑁
 ⇒ µ = 
1
4,09
 ⸫ µ = 0,24. 
Após o corpo entrar em movimento, percebe-se que há uma redução do 
valor do dinamômetro por causa do atrito do bloco com o papel, a força da mola 
consegue vencer o atrito entre o bloco e o papel. Com o corpo em repouso tem-
se o atrito estático, em que o valor máximo da força de atrito estático irá equivaler 
ao módulo da menor força aplicada que irá iniciar o movimento no corpo entre 
as superfícies que se tocam. 
 
 
 
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Figura 2 – Mecânica - Tema 5 - Forças - Experimento 10: Força de atrito, [01:20]. 
 
Fonte: http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=5315 
Pôde-se perceber que houve uma redução da força quando o papel sulfite 
foi substituído pela superfície da mesa. Isso se dá porque o papel é a superfície 
mais rugosa, sendo assim, é necessário aplicar maior força para que o corpo 
possa apresentar movimento. Para a superfície da mesa, a força aplicada é 
menor, e essa diferença entre as forças aplicada se dá por conta do atrito, logo, 
os coeficientes de atritos são distintos para as superfícies. 
O atrito entre os pneus de um carro e a superfície asfáltico não será fixo 
e nem pode ser tabelado, porque o asfalto não é igual em todo percurso ou em 
todos os lugares, principalmente por conta da meteorização e irregularidades. Já 
em dias chuvosos, a água irá diminuir o atrito entre o pneu por criar uma camada 
relativamente fina que os separa, ocasionando na diminuição do atrito entre o 
pneu. 
 
3 PESQUISA 
a) O vídeo “Força de atrito na caixa de sapato” apresentado pelo aluno 
Rafael Santana é uma proposta do experimento com materiais de baixo 
custo. Inicialmente, o aluno apresenta os materiais a serem utilizados, que 
são: uma caixa de sapato, uma régua para medir a elongação do elástico, 
dois livros, que atuarão como a massa, um elástico, que servirá como 
dinamômetro, um grampeador, uma fita adesiva, uma superfície lisa, e 
uma superfície mais áspera, que será usada a mesa de vidro e um pedaço 
de madeira, respectivamente. 
 
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Figura 3 – Força de Atrito na Caixa de Sapato - Experimentando a Física -2020.3. 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=RWOg7jYztmE 
Ao decorrer do vídeo, o aluno faz a montagem do experimento, 
colocando o elástico preso na caixa. Ele ressalta que, ao colocar uma massa 
na caixa, aumentará a força normal e poderá medir a elongação do elástico 
para diferentes forças de atrito e que os livros pesam aproximadamente 1kg 
cada. Em seguida, começa colocando um livro dentro da caixa e observa a 
medida. Ele repete o procedimento colocando mais um livro e espera que o 
resultado seja o dobro da primeira elongação. 
Figura 4 – Força de Atrito na Caixa de Sapato - Experimentando a Física -2020.3.Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=RWOg7jYztmE 
Por fim, repete o procedimento na outra superfície, que é a madeira. 
Com apenas um livro, ele observa que a elongação é maior pelo fato de a 
superfície ser mais áspera e supõe que o coeficiente de atrito será maior. 
Colocando o segundo livro, conclui que a será maior ainda. 
 
 
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Figura 5 – Força de Atrito na Caixa de Sapato - Experimentando a Física -2020.3. 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=RWOg7jYztmE 
a) Pontos fortes: o vídeo é rápido e direto; o experimento é realizado com 
materiais presentes no cotidiano; o aluno possui domínio na explicação 
do experimento; ele complementa a prática com boas observações. 
Pontos fracos: o vídeo não está com foco bom; ele poderia conceituar o 
assunto antes de realizar a prática e ele deveria comentar os resultados 
obtidos, comparando as duas superfícies. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 Através da realização do experimento, pôde-se compreender que, para 
que possamos movimentar um corpo, deve-se aplicar uma força resultante sobre 
o mesmo, para que haja o deslocamento. Diante disso, a força a ser aplicada 
deverá ser maior do que a força de atrito em que o corpo se encontra. Enquanto 
força de atrito estático ocorre quando a força aplicada não é suficiente para 
mover o objeto, a força de atrito cinético ocorre quando a força aplicada for maior 
que a força de atrito de destaque. 
A associação do vídeo do curso da USP ao roteiro do experimento 8 do 
caderno de práticas da UCSAL foi de grande valia, notou-se que ambos fizeram 
o mesmo procedimento, se diferenciando apenas no tipo de superfície, mas que 
não altera a compreensão da prática. 
 
 
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REFERÊNCIAS 
FONTES, Luiz Carlos A. de A. Caderno de roteiros das aulas práticas de Física 
Experimental II/UCSAL, 2017.1 Disponível: www.ucsal.br\ead. 
BISQUOLO, Paulo A. Força de atrito - Entenda o que são atrito estático e 
atrito cinético. Disponível em: < 
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/forca-de-atrito-entenda-o-que-sao-
atrito-estatico-e-atrito-cinetico.htm>. Acesso em 26 abr 2021. 
ATRITO. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/physics/forces-
newtons-laws/inclined-planes-friction/a/what-is-friction>. Acesso em 26 abr 
2021. 
JÚNIOR, Joab Silas da Silva. O que é força de atrito? Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-atrito.htm. Acesso 
em 27 de abril de 2021.