Defina:
d) atrito externo;

Passo 1

O enunciado pede que eu defina o termo “atrito externo”. Não há outros dados numéricos nem figura: só preciso explicar o que é esse tipo de atrito e como ele se representa/usa em problemas.

Passo 2

Definição conceitual detalhada (explicação didática): atrito externo é a força que o meio exterior exerce sobre um corpo quando há tendência de movimento relativo entre o corpo e esse meio, sempre no sentido de se opor ao movimento (ou à tendência de movimento). Em termos simples: é a resistência que aparece na superfície de contato entre o objeto e o que está “do lado de fora” (outro sólido, ar, água, etc.), e essa resistência transforma energia mecânica do corpo em calor ou outras formas (é uma força não conservativa).
Por que existe o atrito externo (intuição física): na escala microscópica as superfícies não são perfeitamente lisas e há interações eletromagnéticas entre as superfícies ou entre o corpo e as partículas do fluido. Essas irregularidades e interações criam forças tangenciais que retardam o movimento relativo — isso é o atrito externo. Pense como se “ganchos microscópicos” e colisões com moléculas do fluido fizessem o corpo perder energia cinética.

Passo 3

Modelos simples que você vai usar na prova (o que cada símbolo significa):
  • Atrito seco (sólido-sólido), modelo de Coulomb: F_s \le \mu_s N
F_k = \mu_k N
onde F_s é a força de atrito estático (até um máximo), F_k é a força de atrito cinético (quando há deslizamento), \mu_s é o coeficiente de atrito estático, \mu_k é o coeficiente de atrito cinético e N é a força normal (perpendicular) entre as superfícies. As unidades de F e N são newtons ( \mathrm{N}), e \mu é adimensional.
  • Atrito com fluido (arrasto/viscosidade):
    • Regime viscoso (baixo número de Reynolds, velocidade pequena): modelo linear F = -b\,vonde b é uma constante de amortecimento (unidades \mathrm{kg/s}) e v é a velocidade; o sinal negativo indica oposição ao movimento.
    • Regime de arrasto em altas velocidades: modelo quadrático F = -\tfrac{1}{2}C_d\rho A v^2onde C_d é o coeficiente de arrasto adimensional, \rho é a densidade do fluido, A é a área de referência e v a velocidade relativa.

Passo 4

Exemplo passo a passo (como fazer na prova — bloco em superfície horizontal): suponha um bloco com massa m=5\\ \mathrm{kg} em superfície horizontal com coeficiente de atrito cinético \mu_k=0{,}2. Calcule a força de atrito e a desaceleração causada por ela.
  • Primeiro calcule a normal: em superfície horizontal e sem outras forças verticais, N=mgonde g é a aceleração da gravidade, use g\approx 9{,}8\\ \mathrm{m/s^2}.
  • Substituindo: N = 5\cdot 9{,}8 = 49\\ \mathrm{N}.
  • Força de atrito cinético: F_k=\mu_k N = 0{,}2\cdot 49 = 9{,}8\\ \mathrm{N}.
  • Desaceleração (segunda lei de Newton, força tangencial resultante -F_k): \sum F = ma \Rightarrow -F_k = m a \Rightarrow a = -\frac{F_k}{m} = -\frac{9{,}8}{5} = -1{,}96\\ \mathrm{m/s^2}.
Interpretação: o bloco perde velocidade a 1{,}96\\ \mathrm{m/s^2} por causa do atrito externo.

Passo 5

Trabalho e energia (o que o atrito faz com a energia): o atrito externo realiza trabalho negativo sobre o corpo, reduzindo energia mecânica. Se a força de atrito for aproximadamente constante ao longo de um deslocamento d na direção do movimento, o trabalho realizado pelo atrito é
W_{atrito} = -F_{atrito}\,d.
Esse trabalho aparece tipicamente como aumento de energia interna (calor) do sistema/superfície. Conclusão prática: não conserve energia mecânica quando houver atrito sem contabilizar a dissipação.

Passo 6

Diferença rápida entre atrito externo e atrito interno (para não confundir na prova):
  • Atrito externo: forças de resistência entre o corpo e o meio exterior (ex.: bloco sobre mesa, arrasto no ar, resistência em água). É modelado por Coulomb, arrasto linear/quadrático, etc.
  • Atrito interno: dissipação dentro do próprio corpo ou material (viscosidade interna, histerese em materiais, amortecimento estrutural). Aqui a perda ocorre dentro do material quando deformado internamente.

Passo 7

Dicas práticas para resolver questões com atrito na prova:
  • Desenhe o diagrama de corpo livre (FBD) identificando N, peso mg, força aplicada e sentido de possível movimento.
  • Decida se o atrito é estático ( F_s variável até \mu_s N) ou cinético ( F_k=\mu_k N constante).
  • Calcule a normal corretamente (em superfícies inclinadas, não esqueça a componente mg\cos\theta).
  • Lembre que \mu_s\ge\mu_k normalmente; verifique se o corpo realmente desliza antes de usar \mu_k.
  • Para fluidos, estime se o regime é linear (baixo v) ou quadrático (alto v) e use o modelo adequado.

Resposta

Atrito externo: força de resistência que o meio exterior (outra superfície ou um fluido) exerce sobre um corpo para se opor ao movimento relativo entre eles; é uma força não conservativa que pode ser modelada, dependendo do caso, por atrito seco (Coulomb, \;F_k=\mu_k N,\;F_s\le\mu_s N\;) ou por arrasto viscoso ( \;F=-b v\; ou \;F=-\tfrac12C_d\rho A v^2\;), e que transforma energia mecânica em calor/energia interna.

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