Forças de Atrito

Forças de Atrito

Todas as superfícies existentes no planeta Terra, até mesmo as mais polidas são extremamente rugosas na escala microscópica. Esta rugosidade muitas vezes impede o movimento de uma superfície sobre a outra. De maneira geral os efeitos da força de atrito são o aquecimento e o desgaste dos materiais que são atritados.

A força de atrito depende de dois fatores: o coeficiente de atrito entre as superfícies (µ) e a força normal de contato (N) entre elas. A força normal de contato é a reação da força que o corpo exerce sobre o plano e depende basicamente do peso do corpo e da inclinação do plano. As Figuras 8.2 e 8.3 ilustram a força normal em duas situações.

Coeficiente de Atrito

A força de atrito (F_a) que atua em um corpo é escrita como:

A constante de proporcionalidade é um número adimensional chamado de coeficiente de atrito. O valor do coeficiente de atrito depende da interação entre as superfícies e têm valores diferentes para quando o corpo está em repouso (coeficiente estático (µ)_S) ou movimento (coeficiente estático (µ)_K). Os coeficientes estático e cinético são independentes da área da superfície de contato.

Quando o corpo está em repouso ele recebe o nome de coeficiente de atrito estático e quando há movimento, coeficiente de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático sempre tem valor maior que o coeficiente de atrito cinético.

Como ilustra a Figura 8.5, a força F aplicada sobre o bloco aumenta gradualmente, porém o bloco permanece em repouso. Como a aceleração é zero a força aplicada é igual e oposta à força de atrito Fs

A máxima força de atrito corresponde ao instante em que o bloco está a ponto de deslizar:

A constante de proporcionalidade (µ)_S é denominada coeficiente de atrito estático. Os coeficientes estático e cinético dependem das condições de preparação e da natureza das duas superfícies e são quase independentes da área da superfície de contato. A Tabela 8.1 mostra alguns exemplos de coeficientes de atrito estático e cinético entre algumas superfícies.

Exercício Resolvido

Um bloco de peso igual a 350N é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal. Determine a intensidade da força de atrito da superfície sobre o bloco sendo o valor do coeficiente de atrito 0,6.

Fat= µ.N

Fat= µ.P

Fat= 0,6.350

Fat= 210N