Nesse artigo, vamos apresentar um resumo sobre força de atrito com as fórmulas e exercícios essenciais para você ir bem na sua prova de física.
O que é a força de atrito?
Quando estudamos leis de Newton, somos apresentados ao importante conceito de força. Na verdade, nos deparamos com inúmeros tipos de forças e estudamos como essas forças agem nos corpos alterando ou não seu estado de movimento e, nesse mesmo contexto, surge um tipo específico de força que age dificultando o movimento.
A força de atrito surge através da interação entre corpos e o meio em que eles estão. Então, quando corpos em um dado meio tentam deslocar-se há o surgimento do atrito. Ademais, esse atrito que surge nessa interação possui a característica de opor-se ao movimento.
Com isso, podemos então entender que nosso objeto de estudo como: A força de atrito é uma força que surge da interação do meio com o corpo que se opõem ao movimento.
Além disso, é importante já ir dizendo que há diversos tipos de forças de atrito, as mais importantes são:
- Força de atrito mecânico;
- Força de resistência do ar;
- Força de resistência de fluidos.
Nesse artigo, vamos nos ater especificamente a primeira.
Atrito na mecânica
Na mecânica de Newton, temos o contato com a primeira força de atrito. Essa aparece para corpos que estão sob superfícies conforme mostrado na Figura 1.
Com isso dito, podemos então apresentar a fórmula geral para essa força que é a seguinte:
onde, N é a força normal, a letra grega μ representa o coeficiente de atrito e F a força de atrito.
Ademais, aqui temos que dizer que o coeficiente μ é o que caracteriza o tipo de atrito que teremos na situação, sendo esses associados ao tipo de material que constitui a superfície. Em verdade, ele pode ser de dois tipos: estático e cinético os quais vamos falar, de forma mais detalhada, a seguir.
Coeficiente de atrito estático: O que é e fórmulas
O coeficiente de atrito estático é denotado da seguinte forma:
e ele é associado a quando ainda não há movimento. De fato, esse tipo de atrito aparece especificamente quando o movimento em sí não iniciou-se, mas, o corpo em questão está na iminência de movimento. Ou seja, o coeficiente de atrito estático gera a força de atrito estático que aparece para dificultar que o movimento se inicie. Assim, na iminência do movimento a força de atrito é
Coeficiente de atrito cinético: O que é e fórmulas
Já o coeficiente de atrito cinético, é denotado da seguinte forma
Nesse caso, o atrito cinético é associado a quando o corpo já está em movimento. Portanto, esse tipo de atrito aparece para dificultar o movimento que já está ocorrendo. A fórmula para o cálculo da força de atrito cinética é dada por:
Exercícios sobre a força de atrito
Agora que já entendemos muito sobre essa força, como ela é, sua origem e como é calculada está na hora de praticarmos. Então, vamos aos exercícios.
Exercícios teórico sobre força de atrito
1) A força de atrito é maior na iminência do movimento ou durante o movimento? é possível um material ter o coeficiente de atrito e cinético iguais?
Solução) Em relação a primeira pergunta, temos que a força de atrito é maior na iminência do movimento. De fato, os coeficientes de atrito estáticos são sempre maiores que os coeficientes de atrito cinéticos e isso se dá por ser muito mais difícil fazer um corpo iniciar o movimento do que agir ao longo do deslocamento. Para a outra questão, sim, é possível que dois materiais tenham o mesmo coeficiente de atrito a saber a própria articulação dos membros humanos!.
Exercícios prático sobre força de atrito
Exercícios) Vamos imaginar um piso de cobre cujos coeficientes de atrito cinético e estático são 0.29 e 1.1respectivamente e há um bloquinho de massa m=10kg encima desse piso conforme Figura 2.
Então, vamos determinar a força de atrito na iminência do movimento (a) e calcularemos a aceleração do bloco quando a força F vale 29N (b).
Solução) Como a superfície é reta, a força normal se iguala a força peso, então usando g=10m/s^2 temos que a força normal é:
Com isso calculado, podemos ir aos itens.
Solução (a) Na iminência de movimento, a força F que puxa o bloco é zero. Então, a força de atrito será:
Solução (b) A força de atrito cinético é
Ou seja, ela é igual a força que está puxando o bloquinho. Portanto, a força resultante deverá ser F(resultante) = 29-29 = 0. Então, nessa condição não há força agindo sobre o bloquinho e logo, isso indica que sua aceleração é zero. Não apenas isso, mas também que o bloco está em movimento retilíneo uniforme.
Então gurunauta, espero que tenha gostado do conteúdo. E caso tenha ficado alguma dúvida, conte sempre com a MeuGuru para ti auxiliar, da melhor forma possível, nos seus estudos.
