FÍSICA
1ª SÉRIE
FORÇA DE ATRITO
OBJETIVO
Compreender algumas aplicações da Segunda Lei de Newton. Nesta aula será abordada a Força de Atrito;
https://media.istockphoto.com/photos/closeup-of-car-wheels-rubber-tires-in-deep-winter-snow-transportation-picture-id1169524439?s=612x612
Por que os pneus dos carros gastam?
https://media.istockphoto.com/photos/car-slide-out-of-snow-road-picture-id498050908?s=612x612
As questões podem ser explicadas a partir da força de atrito, ou da ausência dela!
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Match_stick,_lit_a_match,_match_box,_fire.JPG
Por que os carros patinam em pistas molhadas e acontecem acidentes diferentes em estradas com neve?
Como se inicia o acendimento de palitos de fósforo?
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Interplanetary_Transport_System_(29343822854).jpg
Se uma nave espacial desligar os motores em uma viagem, ela parará?
É TUDO CULPA DO ATRITO
Os pneus precisam atritar com a pista, tanto para sair do lugar, como para rodar e frear. Se não for o atrito, o movimento se torna difícil.
Os pneus patinam em estradas com neve pelo mesmo motivo que não se pode praticar snowboard com a mesma emoção em uma ladeira de asfalto.
https://image.shutterstock.com/image-photo/brand-tire-brake-on-pavement-260nw-1020549727.jpg
https://images.unsplash.com/photo-1541529229255-5762a41dfba4?ixid=MXwxMjA3fDB8MHxzZWFyY2h8OTR8fGNhciUyMGFjY2lkZW50JTIwaW4lMjB0aGUlMjBzbm93fGVufDB8fDB8&ixlib=rb-1.2.1&auto=format&fit=crop&w=500&q=60
VANTAGENS E DESVANTAGENS
É por causa do atrito que você consegue gravar a marca do grafite do lápis no papel e seu professor consegue escrever no quadro negro.
https://unsplash.com/photos/5mZ_M06Fc9g
É necessário manter motores lubrificados para reduzir o desgaste entre as peças.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:4-Stroke-Engine-with-airflows.gif
A causa do atrito está na interação das moléculas entre as superfícies acentuadas pela sua rugosidade, ou seja, quanto mais polidas as superfícies, menos atrito terá.
FORÇA DE ATRITO (Fat)
A força de atrito (Fat) é uma força em sentido contrário ao deslizamento e também contrária à força de aplicação sobre o corpo, sendo paralela à sua superfície.
A placa de cima está deslizando para a direita em relação ao piso. Como as superfícies de ambas as estruturas são irregulares, é necessária a ação de uma força para provocar e manter o movimento.
https://stickmanphysics.com/stickman-physics-home/forces/frictional-force/
Direção e sentido do movimento
FORÇA DE ATRITO (Fat)
Coeficiente de atrito (μ): grandeza adimensional que depende das superfícies de contato.
Coeficiente de atrito Estático (μe): está relacionado com a força de atrito máximo, na iminência do corpo deslizar e iniciar movimento.
Coeficiente de atrito cinético (μc): relacionado com a força de atrito cinético, quando há o deslizamento entre as superfícies.
μe > μc
CARRO EM CURVA
Sabia que todo carro em movimento tende a andar em linha reta?
Considerando uma pista plana, quem atua como resultante centrípeta é a força de atrito entre os pneus e o solo, apontando para o centro da curva.
AQUAPLANAGEM
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0e/BMW_1_Series_E87.jpg/640px-BMW_1_Series_E87.jpg
Aquaplanagem ou hidroplanagem é um fenômeno que ocorre em veículos quando, ao passar sobre uma fina camada de algum fluido, tipo água ou lama, perde o contato dos pneus com o asfalto.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydroplaning.svg
Esse é um dos motivos para que os pneus para carros comuns tenham sulcos.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rain_tyre_(wets).jpg
5,0 kg
O bloco da figura, de massa, 5,0 kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s, num plano horizontal, sob a ação da força constante e horizontal F. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale μ = 0,2 e a aceleração da gravidade é 10 m/s², calcule o módulo da força, em newtons.
ATIVIDADE
Direção e sentido do movimento
P = m . g
P = 10 . 5
P = 50 N
Dados:
m = 5 kg
v = 1 m/s
μ = 0,2
g = 10 m/s²
F = ?
O que acontece se você empurrar a mesma caixa no asfalto ou numa pista de patinação? Acesse o endereço abaixo e responda as perguntas:
ATIVIDADE - MÃO NA MASSA
Parte I
ATIVIDADE - MÃO NA MASSA
Parte II
RESPOSTA
a) Se você deixar o piso sem atrito é preciso fazer muita força para empurrar a caixa com 50 kg? Uma força de 1N é suficiente?
Não, como não há atrito, não há resistência, logo praticamente qualquer força aplicada altera o estado de movimento.
b) Se a caixa de 50 kg é empurrada no piso sem atrito, ao colocar a geladeira de 200kg em cima, a caixa parará mesmo após deixar de ser empurrada?
Não, pois se não há nenhum tipo de resistência ao movimento, a massa pode variar indefinidamente.
Parte III
RESPOSTA
c) Se o piso estiver com atrito máximo, por que a caixa para após deixar de ser empurrada?
Porque o atrito gera uma força de resistência em sentido contrário ao movimento.
d) Se o piso estiver com muito atrito, por que a caixa para mais rápido após colocar uma geladeira em cima?
Aumenta o valor da força peso, consequentemente aumenta também o valor da reação normal, consequentemente, aumenta a força de atrito em sentido contrário ao movimento.
Parte IV
O QUE VIMOS HOJE?
- Entendemos o conceito de atrito;
- Existem dois tipos de atrito: o estático e dinâmico;
- O coeficiente de atrito depende da superfície de contato, logo, no gelo existe menos atrito que no asfalto, por isso que fazer snowboard no gelo é mais legal.
- Aplicações da força de atrito;
→ Se não fosse o atrito, não seria possível acender um
palito de fósforo
→ O atrito auxilia a frenagem dos automóveis e quando
ele reduz, no caso de chuvas, pode ocorrer aquaplanagem.
GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : Ciências da Natureza: MOVIMENTOS E EQUILÍBRIO NA NATUREZA Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: FTD, 2020.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: mecânica, 1º ano. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
BONJORNO e vários autores. Física: Mecânica 1º ano. Vol 1. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.
FUKE, L.F. YAMAMOTO, K. Física Para o Ensino Médio 1 - Mecânica. 4ª ed. São Paulo: Saraiva, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 1. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 1. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.
REFERÊNCIAS
DESCRITORES PROVA PARANÁ DESENVOLVIDOS NA AULA
D13 Reconhecer os diferentes tipos de força (atrito, normal, peso, elástica, centrípeta) que atuam sobre os corpos em equilíbrio estático ou dinâmico.
D26 Aplicar as Leis de Newton ao movimento dos corpos.