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Índice Introdução ....................................................................................................................................... 2 Objectivos ....................................................................................................................................... 2 1.
Resumo Teórico ....................................................................................................................... 3
1.1. DINAMÔMETRO ................................................................................................................... 4 2. Materiais e Métodos .................................................................................................................... 5 2.1. Metodologia ............................................................................................................................. 5 3.
Conclusão ................................................................................................................................ 8
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Introdução Neste presente trabalho laboratorial nós iremos abordar sobre o tema coeficiente de atrito e os seus instrumentos básicos para a realização da sua experiência. A força de contacto que actua na superfície de um corpo e sempre se opõe à tendência de escorregamento ou deslizamento deste corpo em relação à superfície de um plano é chamada força de atrito.
Objectivos 1. Determinar o coeficiente de atrito dinâmico em função dos materiais de que são feitos os corpos e o plano inclinado. 2. Determinar o coeficiente de atrito estático em função dos materiais de que são feitos os corpos e o plano inclinado. 3. Determinar o coeficiente de atrito estático e dinâmico entre duas superfícies (madeira e vidro) 4. Comparar os valores obtidos para os coeficientes de atrito estático e dinâmico 5. Mostrar a existência de uma força que interage entre dois corpos, chamada força de atrito; 6. Determinar coeficiente de atrito estático entre aço e madeira num plano inclinado e relacionar com valores encontrados.
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1. Resumo Teórico Sempre que dois corpos estão em contato, existe uma resistência opondo-se ao movimento relativo dos mesmos. Este fenômeno denomina-se atrito. Sua origem e a existência das forças entre as moléculas das superfícies dos dois corpos. A forca de atrito assim gerada possui características bem particulares e, devido à grande complexidade do fenômeno, e possível estabelecer leis empíricas. Para superfícies secas, essas leis foram estabelecidas por Coulomb, em 1781.
Figure 1-Esquema de forças sobre um bloco em um plano horizontal
Para colocar o corpo em movimento, é necessário aplicar uma força 𝐹⃗ sobre o bloco, paralelamente ao plano horizontal, que tenha |𝐹⃗ |superior a um certo valor mínimo. Este valor mínimo corresponde ao valor máximo da força de atrito estático que é dado por: |𝐹⃗ | = |𝐹⃗ at.E| =
μ𝐸. |𝑁⃗⃗|
μ𝐸 é conhecido como coeficiente de atrito estático e 𝑁⃗⃗ é o módulo da normal devido ao contato com o plano. A direção e sentido de 𝐹⃗ at.E é tal que esta força sempre se opõe ao movimento ou “tentativa” de movimento do corpo
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É possível também colocar o bloco em movimento a partir da inclinação do plano, como ilustra a Figura 2.
Figure 2- Esquema de forças sobre o bloco em um plano inclinado.
Analisando o esquema de forças da Figura 2, tem-se: ⃗⃗| |𝑃⃗⃗| cos 𝜃 = |𝑁 |𝑃⃗⃗| senθ = |𝐹⃗ at.E| ⃗⃗|, portanto: Mas, |𝐹⃗ at.E| = 𝜇𝜖. |𝑁 ⃗⃗| |𝑃⃗⃗|. sen 𝜃 = 𝜇𝜖. |𝑁 Dividindo temos: 𝜇𝜖 = tg 𝜃
1.1. DINAMÔMETRO O dinamômetro é um dispositivo que pode ser utilizado para medir o resultado de uma força. foi inventado pelo cientista Isaac Newton, também conhecido por muitas outras descobertas. A maioria dos dinamômetros são dotados de uma mola que se distende à medida que se aplica a ele uma força. Esse equipamento ainda mensura o comportamento da carga alargada ou tensão por deformação, de uma mola, deslocamento do ar, ou extensão de ligas metálicas, que
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compreenderá em determinar o coeficiente de fricção entre os materiais. Sua resposta se dá em valores em newtons (N) ou em quilograma-força (kgf)
Figure 3 - dinamômetros
2. Materiais e Métodos Os materiais necessários para realização deste experimento são:
Placa de vidro;
Bloco de madeira;
Dinamometro;
Massas aferidas;
Plano inclinado com indicação de ângulos;
2 Pesos.
2.1. Metodologia No primeiro procedimento objectivou-se estudar a relação da força de atrito. Para isso, mediu-se o peso do bloco de madeira com um pino aderido ao seu centro. Daí colocou-se o bloco, com a face de madeira e com a outra face de vidro, sobre a superfície do plano. Um dinamômetro foi encaixado num pequeno gancho contido no bloco de madeira, de forma, que ele ficou KEVIN E JULIO// I13
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paralelamente no plano. Aplicou-se, de maneira gradativa, uma força horizontal F no dinamômetro, tal que, o bloco ficou na iminência de deslocar-se. Essa actividade foi realizada várias vezes e com o incremento de diferentes massas no bloco, até determinar diferentes forças de atrito estático máximo e diferentes normais. No procedimento 2, determinou-se o valor do coeficiente de atrito estático e dinâmico. Para isso, colocou-se a área de madeira do bloco sobre a superfície do plano. Encaixou-se no bloco o dinamômetro e aplicou-se uma força horizontal F que crescia gradativamente até o móvel ficar na iminência de deslocar-se. Depois se mediu a força horizontal F que mantém o bloco em movimento uniforme, ou seja, calculou-se a força de atrito cinético. Esse mesmo experimento foi realizado várias vezes para superfície do bloco sendo madeira e o vidro. No procedimento 3, O bloco de madeira foi colocado em um plano na horizontal, então, esse plano foi sendo inclinado e, assim que o bloco de madeira entrava em movimento, o ângulo era medido à partir de um transferidor na sua base. Esse processo foi repetido 10 vezes para cada fase do experimento: foi feito de madeira para madeira e madeira e vidro. Plano Horizontal i. Determine a massa do bloco de madeira, utilizando o próprio dinamômetro; ii. Coloque a placa de vidro na horizontal; iii. Coloque o bloco de madeira sobre a placa de vidro e encaixado num pequeno gancho contido no bloco de madeira com dinamômetro; iv. Mantendo o dinamômetro paralelo à superfície da placa, puxe-o lentamente até que o bloco comece a se deslocar; v. Anote o valor desta força utilizando a escala do dinamômetro; vi. Coloque o bloco na mesma posição inicial e repita os procedimentos iv e v por mais 10 vezes (de preferência com observadores diferentes);
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vii. Acrescentando massas diferentes ao bloco, repetindo os procedimentos iv, v por mais 10 vezes. Plano Inclinado i. Coloque o bloco de madeira sobre o plano, mantendo a posição inicial utilizada na 1ª parte; ii. Posicione o transferidor, de forma a medir o ângulo (θ) de inclinação no plano; iii. Incline lentamente a plano até que o bloco comece a se deslocar e anote o valor do ângulo de inclinação; iv. Coloque o bloco e o transferidor na mesma posição inicial e repetindo os procedimentos iii por mais 10 vezes a anotar os valor obtidos (de preferência com observadores diferentes). Os dados encontrados foram inseridos na tabela abaixo:
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3. Conclusão No experimento realizado, no laboratório, constatou-se que o coeficiente de atrito dinamico é menor que o coeficiente de atrito estático (ud < ue), consequentemente, a força de atrito dinamico é menor que a força de atrito estática (Fd < Fe ). Além disso, percebeu-se que é mais fácil manter o bloco com pino deslocando do que iniciar o seu movimento a partir do repouso, e a partir do procedimento experimental feito, foi possível realizar um estudo prático sobre o atrito. Aprendeuse que existem basicamente duas formas de atrito e que os coeficientes de atrito dependem da natureza do material e das superfícies atritadas. Se constatou que o atrito não depende da área de contato e que eles nem sempre assumem o sentido oposto ao movimento, mas também podem ser forças causadoras de deslocamentos.
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4. BIBLIOGRAFIA
1. Ana Figueredo, Mario Enersto.G.Valerio, Zelia.S.Macedo. Apostilha de Laboratorio de Fisica I. Apostilha de Laboratorio de Fisica I. Brasil : s.n., 2009. 2. Walker, Jearl. Fundamentos de Fisica-Resnick e Halliday 8 edicao.vol1. Fundamentos de Fisica vol 1-Resnick e Halliday. Cleveland : GEN - Grupo Editorial Nacional, 2009.
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