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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.

Força de Atrito
O simples ato de caminhar só é possível por causa da força de atrito

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

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.

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