CÂMPUS: Rio do Sul
LABORATÓRIO DE PRÁTICAS PEDAGÓGICAS
RELATÓRIO DE ATIVIDADE
Curso: Licenciatura em Física
Disciplina: Física 2
Turma: 2013.2
Professor: Bruno
Data:
Tema da aula: Dinâmica
Conteúdos relacionados: Força de atrito
Objetivos:

Determinar o coeficiente de atrito estático entre superfícies através de duas técnicas diferentes e comparar os
resultados.
Metodologia utilizada/descrição das atividades (anexar modelos):
Em anexo.
Avaliação/autoavaliação:
A atividade funcionou como esperado e os alunos tiveram bom desempenho.
Anexos:
Abaixo
Bibliografia sugerida: Física 1 (Halliday, Resnick) 4ªed.
Curso – Física-Licenciatura
Disciplina – Física II – Mecânica (2ª fase)
Professores – Otávio Bocheco e Bruno Leal Dias
Semestre
2013-2
07/11/2013
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Força de atrito
Material:

PARTE 1: Dinamômetro, bloco de madeira, superfície de PVC e massas acopláveis.

PARTE 2: Superfície inclinável, transferidor, bloco de madeira.
1 – OBJETIVOS:

Determinar o coeficiente de atrito estático entre superfícies através de duas técnicas diferentes e comparar os
resultados.
2 – INTRODUÇÃO TEÓRICA
Quando duas superfícies deslizam ou tendem a deslizar uma sobre a outra, atua uma força de atrito. Quando se aplica
uma força a um objeto, tentando deslizá-lo ao longo de um plano, geralmente uma força de atrito reduz a força
resultante e a conseqüente aceleração. O atrito é causado pelas irregularidades nas superfícies em contato mútuo e
depende dos tipos de materiais e da força que os mantêm em contato. Mesmo as superfícies que aparentam serem
muito lisas têm irregularidades microscópicas que se opõem ao movimento. O sentido da força de atrito é sempre
oposto ao do movimento relativo. Um objeto escorregando para baixo numa rampa experimenta um atrito que aponta
rampa acima; um objeto que escorrega para a direita experimenta um atrito direcionado para a esquerda. Assim se um
objeto deve se movimentar com velocidade constante, então se deve aplicar sobre ele uma força igual e oposta à força
de atrito para que as duas se anulem mutuamente. Uma força resultante nula não proporciona aceleração alguma.
Não existe atrito sobre um caixote que está em repouso sobre um piso. Mas se ele for empurrado horizontalmente,
aparecerá o atrito. Se o caixote ainda estiver em repouso a força de atrito que se opõe ao movimento é suficiente para
cancelar a força aplicada. Se, por exemplo, a força horizontal for
digamos,
, o atrito será igual a
. Se a força for,
, e o caixote estiver na iminência de deslizar, a força de atrito entre ele e o piso será de
. Se
for o máximo que as superfícies podem manter sem escorregamento, e se a força que empurra o caixote
aumentar só mais um pouco a aderência cederá e o caixote começará a deslizar.
Figura 1 – Homem tenta deslizar um caixote de peso
aplicando à ele uma força . Como não há movimento, a força de atrito
intensidade de .
deve ter a mesma
O atrito de deslizamento, denominado atrito cinético, é ligeiramente menor que o atrito estático. A força de atrito é
calculada pela expressão
é a reação normal, que tem o valor da força de contato entre as duas superfícies; μ é o coeficiente de atrito e
depende dos dois tipos de materiais das superfícies que estão em contato. É importante ressaltar que a força de atrito
não depende da área de contato. Se você mudar a área de deslizamento por uma menor, a diferença é que o peso
estará concentrado em uma área menor, mas a força de atrito será a mesma. Assim, os pneus extra-largos que se vê
em alguns carros não fornecem mais atrito; o propósito da maior área de contato é diminuir o aquecimento e o
desgaste.
Para um corpo em equilíbrio sobre um plano inclinado, as forças que atuam são o peso e a força de atrito. Devido à
inclinação, o peso é decomposto em duas componentes: uma na direção da rampa e outra perpendicular à rampa
(Figura 2).
Figura 2 - A componente na direção da rampa é denominada
e a perpendicular a rampa
reação normal é igual a
Para o corpo em equilíbrio,
Onde
. Como
mantém o corpo em contato com rampa, a
.
deve ser igual à força de atrito. Nesta situação teremos
é o ângulo de inclinação do plano inclinado e
é o coeficiente de atrito estático.
3 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
PARTE 1

Inicialmente, meça a massa do bloco utilizando o dinamômetro.

Com a face de madeira do bloco apoiada sobre a superfície de PVC posicionada horizontalmente sobre a mesa, conecte o dinamômetro ao bloco de uma maneira que seja fácil ler sua escala.

Puxe horizontalmente a extremidade livre do dinamômetro lentamente até a iminência de o bloco deslizar. Anote na
o valor máximo de força atingido imediatamente antes do deslizamento. Repita o procedimento
pelo menos 3 vezes, calcule o valor médio desta força.

Repita os itens anteriores do procedimento, acrescentando uma massa em cima do bloquinho. Anote os valores encontrados na tabela. OBS: Cada massa adicional tem peso de

Acrescente as massas, uma a uma realizando as medidas até completar a

Após completar a
.
.
vire o bloco fazendo com que ele fique apoiado sobre a face com pano e repita o
procedimento descrito anteriormente completando a
.
Tabela 1 – Medidas da força de atrito máxima e da força normal entre superfícies de madeira e PVC.
Tabela 2 – Medidas da força de atrito máxima e da força normal entre superfícies de pano e PVC.
PARTE 2

Com o bloco apoiado sobre a base inclinável, incline a base, lentamente, até a iminência de o bloco escorregar.
Anote o valor do ângulo de inclinação máximo atingido imediatamente antes de o bloco deslizar na tabela abaixo.

Repita esse procedimento até completar a tabela e obtenha um valor médio do ângulo de inclinação.

Determine através da

Repita o procedimento utilizando a outra face do bloco.
o coeficiente de atrito estático entre as superfícies do bloco e do PVC.
Tabela 3 – Medidas do ângulo de inclinação e do coeficiente de atrito entre superfícies de madeira e PVC.
Tabela 4 – Medidas do ângulo de inclinação e do coeficiente de atrito entre superfícies de pano e PVC.
4 – QUESTIONÁRIO
4.1 – A partir dos dados das
para: A) Madeira e PVC
e , trace os Gráficos da Força de atrito estático máxima versus Força Normal
. B) Pano e PVC
.
4.2 – Obtenha os valores para os coeficientes de atrito a partir da aplicação das coordenadas de um ponto do gráfico
escolhido arbitrariamente na
.
4.3 – Apresente os cálculos referentes às
e
realizados na determinação dos coeficientes de atrito.
4.4 – A) Compare os dois valores para os coeficientes de atrito estático máximo entre madeira e PVC obtidos a partir
dos dados das
e . B) Compare os dois valores para os coeficientes de atrito estático máximo entre pano e
PVC obtidos através dos dados das
e
C) Os valores coincidem? D) Se não coincidem, a que você atribui
essa diferença?
4.5 – Responda as seguintes questões: A) Analisando a
, fica evidente que a força de atrito independe da
área de contato entre as superfícies, dependendo somente do coeficiente de atrito (características das superfícies
atritantes) e da força normal. Como você explicaria a utilização de pneus mais largos nos carros de fórmula 1? B) Qual
é o propósito das superfícies curvas, chamadas de aerofólios, posicionadas na parte de trás de alguns carros de
corrida? Eles são projetados para que o ar que passa por eles exerça uma força para baixo.