Física Carla Brito

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As forças de atrito manifestam-se quando um corpo se move em relação a

outro: por exemplo, dois sólidos em contacto. Quando uma força de atrito impede que

o corpo deslize, é designada por força de atrito estático. Quando o corpo começa a

mover-se fica sujeito à força de atrito cinético.

O valor máximo da força de atrito estático é proporcional ao módulo da força

normal: . A constante de proporcionalidade chama-se coeficiente de

atrito estático.

Se o corpo deslizar, a força de atrito cinético, , é independente da

velocidade (se esta não for muito elevada) e o seu módulo é proporcional ao módulo

da força normal: . A constante chama-se coeficiente de atrito cinético.

As forças de atrito dependem das superfícies em contacto (do material de que

são feitos e do seu polimento).

Objectivos

Identificar as forças que actuam num corpo, quer quando ele é solicitado a mover-

se.

Relacionar as forças de atrito estático e cinético com:

o a massa dos objectos o a superfície de contacto o a área de contacto

Verificar, experimentalmente, que o coeficiente de atrito cinético é inferior ao estático.

A.L. 1.2 – Atritos estático e cinético Física

12º Ano

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Questões pré-laboratoriais

1. Um bloco é colocado em repouso num plano de inclinação θ.

a) Que forças actuam sobre ele? Qual é o módulo da força de atrito a que fica

sujeito?

b) Aumentando a inclinação do plano para θ’ o bloco fica na iminência de deslizar. Prove que, nestas circunstancias, o coeficiente de atrito estático

.

c) Em que situação o corpo está mais comprimido contra a superfície do

plano, quando a inclinação é θ ou θ’? Que influência tem esse factor na

força de atrito estática máxima?

2. Observe a figura seguinte.

a) Que forças actuam sobre A e sobre B?

b) Enquanto o bloco não estiver a deslizar, qual é o módulo da força de atrito?

A

B

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c) Aumentando a massa de B, A fica quase a deslizar. Neste caso:

i. Qual é o módulo da força de atrito?

ii. Qual é a expressão de em função das massas de A e de B?

iii. Se a massa de A aumentar, como variará a massa de B? Que gráfico traduz

essa variação?

3. Aumentando a massa do bloco B, este entra em movimento. Como o classifica?

Mostre que, sabendo a aceleração do sistema, pode determinar o coeficiente

de atrito cinético.

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Trabalho laboratorial

Parte I: determinação do coeficiente de atrito estático entre a superfície

do bloco e a superfície do plano.

Procedimento:

Coloque um bloco em cima de um plano e vá aumentando lentamente a

inclinação, medindo o ângulo do plano inclinado para o qual o bloco fica na

iminência de deslizar.

Registo de resultados

mA =

Material do bloco: ______________

Ensaio θ (°) θmédio(°)

1

2

3

Material: Plano inclinado, blocos paralelepípedos, fio e massas marcadas

(feijões e arroz), balança

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Parte II: determinação da força de atrito estático fazendo variar a área

de contacto, os materiais de contacto e a massa do objecto.

Procedimento:

Coloque o bloco em cima do plano e vá colocando massas marcadas no corpo

suspenso de modo a tornar iminente o movimento do bloco.

Registo de resultados

Variação da área de contacto

mA(g) mB(g) mB médio(g) (N)

Área 1

Área 2 (bloco de lado)

Variação dos materiais em contacto com o bloco

mA(g) mB(g) mB médio(g) (N)

Superfície de metal

Superfície de plástico

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Variação da massa do bloco

mA(g) mB(g) mB médio(g) (N)

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Parte III: determinação do coeficiente de atrito cinético

Aumentando a massa do corpo suspenso, o sistema entra em movimento acelerado.

Registe o tempo que o bloco demora desde que parte do repouso até à sua posição

final.

mA (g) mB (g) t (s) tmédio (s) x (m) a (m/s2)

Com base na expressão que deduziu e que lhe permite determinar o coeficiente de atrito cinético, determine este coeficiente para o caso em estudo.

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Questões pós-laboratoriais

1. De que depende a força de atrito estática máxima? Varia de acordo com as

previsões teóricas?

2. Qual é o valor médio do coeficiente de atrito estático medido no plano

inclinado?

3. Construa o gráfico da massa de B em função da massa de A e obtenha o

coeficiente de atrito estático. Compare-o com o valor obtido pelo método

anterior.

4. A aceleração do sistema depende da massa de A? E da área de contacto? E do

tipo de superfície em contacto? Relacione essas variações com a força de atrito

cinético.

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5. Compare o valor do coeficiente de atrito cinético e com o coeficiente de atrito

estático.

6. Será mais fácil empurrar um objecto em movimento ou em repouso?