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.

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 (Fa) 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

Referências:

WILLIAN DA SILVA, Adriano; MARIA DOS SANTOS, Angela; BURKARTER, Ezequiel. Física I. Curitiba-PR: Instituto Federal do Paraná, 2011.