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Força de Atrito

A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos em movimento.

Quando queremos que um objeto entre em movimento, aplicamos uma força sobre ele (puxando ou empurrando), porém, nem sempre esse objeto move-se. Isso ocorre porque passa a atuar sobre ele uma força contrária a esse movimento, a força de atrito, que pode ser definida como:

A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos.”

A força de atrito tem sentido contrário à força F e ao movimento do corpo
A força de atrito tem sentido contrário à força F e ao movimento do corpo

Ela pode ser classificada de duas formas:

  • Força de atrito cinético (ou dinâmico): é uma força que surge em oposição ao movimento de objetos que estão se movendo;

  • Força de atrito estático: atua sobre o objeto em repouso e dificulta ou impossibilita que ele inicie o movimento.

O módulo da força de atrito estático ou cinético depende principalmente de dois fatores:

  1. do módulo da força normal (N) às superfícies em contato;

Força Normal é a força exercida pela superfície sobre o corpo. Ela é perpendicular à superfície e tem direção oposta ao Peso
Força Normal é a força exercida pela superfície sobre o corpo. Ela é perpendicular à superfície e tem direção oposta ao Peso

  1. dos materiais que constituem essas superfícies e que definem o coeficiente de atrito (μ) entre eles.

Conhecendo os fatores que determinam a força de atrito, podemos definir as expressões utilizadas para calculá-la. A força de atrito cinético é calculada com a fórmula:

Fat = μc . N

Em que μc é o coeficiente de atrito cinético entre as duas superfícies.

A força de atrito estático é calculada pela seguinte fórmula:

Fat = μe. N

Em que μe é o coeficiente de atrito estático entre as superfícies.

A unidade de medida da força de atrito no Sistema Internacional é o Newton. Já os coeficientes de atrito estático e cinético são adimensionais, ou seja, são números puros que não possuem unidade de medida.

Observe na tabela a seguir alguns coeficientes de atrito cinético e estático entre as superfícies de alguns materiais.

Material 1

Material 2

μe

μc

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Alumínio

Aço carbono

0,61

0,47

Borracha

Asfalto

0,4

-

Cobre

Ferro fundido

1,1

0,29

Grafite

Grafite

0,1

-

Vidro

Vidro

0,9

0,4

Articulações dos membros humanos

Articulações dos membros humanos

0,1

0,1

Observe nos dados da tabela que o coeficiente de atrito estático é sempre maior que o cinético. Isso significa que a força de atrito estático sempre será maior do que a força de atrito dinâmico e sempre será mais difícil iniciar o movimento de um corpo do que mantê-lo em movimento.

A força de atrito deve-se a pequenas rugosidades que existem entre as superfícies e que são imperceptíveis macroscopicamente. Observe na figura:

A força de atrito deve-se às rugosidades entre as duas superfícies em contato
A força de atrito deve-se às rugosidades entre as duas superfícies em contato

Essas irregularidades observadas são as responsáveis pela força de atrito, dificultando, assim, o movimento dos objetos.

O atrito, muitas vezes, é visto por nós como algo negativo. Como exemplos negativos, podemos citar o desgaste provocado pelo atrito em peças de máquinas e nas solas dos sapatos; o gasto maior de combustível para que os automóveis vençam a força de atrito entre as peças; o desperdício de energia em razão do atrito entre as cargas elétricas nos condutores, entre outros.

Porém, se não houvesse o atrito, seria impossível realizar tarefas simples do nosso cotidiano, como andar ou colocar um automóvel em movimento. Mas você sabe por que isso acontece?

  • Quando andamos, empurramos o chão para trás com os pés, e o chão, por sua vez, exerce uma força de atrito sobre a pessoa, empurrando-a para frente. Se não houvesse o atrito, ao tentar andar, ficaríamos deslizando no chão sem sair do lugar. É o que acontece, por exemplo, quando tentamos andar sobre o chão com sabão ou muito bem encerado.

  • O motor dos automóveis coloca as rodas em rotação, que, por sua vez, empurram o asfalto para trás, e a força de atrito entre o pneu e o asfalto impulsiona o carro para frente, produzindo o movimento. Se a força de atrito não existisse, as rodas girariam, mas o automóvel não sairia do lugar.

O simples ato de caminhar só é possível por causa da força de atrito
O simples ato de caminhar só é possível por causa da força de atrito
Publicado por: Mariane Mendes Teixeira
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Lista de Exercícios

Questão 1

(Fatec-SP) Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2 000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 10 m/s2. Antes de o automóvel iniciar a frenagem, pode-se afirmar que a intensidade da resultante das forças horizontais que atuavam sobre ele era

a) nula, pois não havia forças atuando sobre o automóvel.

b) nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.

c) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força aplicada pelo motor a de maior intensidade.

d) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam no mesmo sentido com intensidades iguais.

e) menor do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força de atrito a de maior intensidade.

Questão 2

(PUC-RS) Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 10 m/s2. Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 2 m/s2, e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de

a) 0,1

b) 0,2

c) 0,3

d) 0,4

e) 0,5

Mais Questões
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