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Força de Atrito: Fórmula

Resumo

Fala aí! Seja muito bem vindo ao Responde Aí! Bora ficar por dentro da Força de Atrito e sua fórmula?!

A Força de Atrito é uma força que se opõe ao movimento e está relacionada com a rugosidade da superfície em que um bloco está em contato, e pode ser Estática ou Cinética de acordo com o estado em que o objeto se encontra!

Se você já empurrou um carro pra ele pegar na marra você percebeu que, quando o carro esta parado a força para o primeiro movimento é muito maior do que depois que ele sai do lugar, certo?

Força de Atrito
Força de Atrito

Existe um motivo pra isso! Fica comigo que você vai entender jájá! 😉

Mas antes de qualquer coisa, vamos conferir a fórmula de força de atrito!

Força de Atrito Cinética

Usamos a força de atrito cinética quando o objeto empurrado já esta em movimento, nesse caso temos a seguinte fórmula:

Fórmula da Força de atrito
Fórmula da Força de atrito

  • é a força de atrito cinética, medida em ;
  • é o coeficiente de atrito cinético, que varia de acordo com a superfície de contato e é um número adimensional;
  • é a força normal, que é uma força de contato do objeto com a superfície, e é medida em Newton .

Força de Atrito Estática

Agora a força de atrito estática é usada quando o objeto empurrado esta parado e sua fórmula é basicamente a mesma, a única diferença é que ao invés de usarmos o coeficiente de atrito dinâmico, vamos usar o estático!

Fórmula da Força de atrito máxima
Fórmula da Força de atrito máxima

Pra ficar bem claro, nessa fórmula temos:

  • é a força de atrito estática e é medida em Newton .
  • é o coeficiente de atrito estático, que varia de acordo com a superfície de contato e é um número adimensional;
  • é a força normal, que é uma força de contato do objeto com a superfície, e é medida em Newton .

Diferença entre Força de Atrito Estático e Cinético

Bem, essa diferença a gente já percebe no nome! Enquanto na força de atrito estático se refere ao objeto parado a força de atrito dinâmico é quando o objeto empurrado já esta em movimento!

Agora, lembra daquele exemplo do carro lá de cima?

Força de Atrito
Força de Atrito

E lembra da dificuldade de fazer o carro se mover?!

Acho que você já está sentindo que a força de atrito estático é maior, não é!? 😁

Presta atenção nesse gráfico aqui:

Força de atrito estático e dinâmico.
Força de atrito estático e dinâmico.

A força de atrito atinge o ponto máximo quando o objeto tá ali quaaase se movendo, e depois diminui um pouco e se mantêm constante!

Ou seja, a força de atrito estático é realmente maior que o atrito dinâmico! 😉

O atrito está sempre presente em situações não ideais, por isso é muito importante entender como ele atua sobre os objetos. Bora fazer um exemplo para deixar tudo bem claro! 👇

Exemplo

Uma força  atua sobre um bloco de massa de   e possui como módulo um valor de , conforme a figura.

Bloco com Força aplicada
Bloco com Força aplicada

Sabendo que existe atrito entre o bloco e a superfície e que os coeficientes de atrito estático e o coeficiente de atrito cinético, são respectivamente  e  . Indique a direção e o sentido da força de atrito e justifique se o bloco se movimenta ou não.

Opaa! Vamos lá desvendar essa questão! 😅

A Força de Atrito é caracterizada como uma força que se opõe a tendência do movimento, como a força aponta para a direita, então a aponta para esquerda:

Diagrama de Forças.
Diagrama de Forças.

Agora precisamos entender se o objeto está em movimento ou se ele está parado. Para o bloco se movimentar é necessário que a força  seja maior que a Força de Atrito Estático Máxima, que é dada por:

Lembrando que, se estamos calculando a força de atrito estático, usamos o coeficiente de atrito estático!

Inicialmente não sabemos o valor da força normal, mas como no eixo vertical as forças se encontram em equilíbrio podemos considerar que:

Então:

Finalmente:

Se a força de atrito máxima é maior que a força aplicada no bloco , então o bloco permanece parado!

Tranquinho, não é?! Quer aprender mais?

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Mascote do RespondeAí!
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