A FORÇA DA GRAVIDADE: PESO

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ATRITO

Se você empurrar um livro que está sobre a escrivaninha, o livro provavelmente ira deslizar. Se a escrivaninha for suficientemente comprida, ao final o livro irá parar. Isto ocorre porque uma força de fricção é exercida pela escrivaninha sobre o livro, no sentido oposto ao da velocidade do livro. Esta força, que atua sobre a superfície do livro que está em contato com a escrivaninha, é conhecida como força de atrito. Forças de atrito são uma parte necessária de nossas vidas. Sem o atrito nosso sistema de transporte terrestre, desde o caminhar até os automóveis,, não poderia funcionar. O atrito permite que você comece a caminhar e, uma vez já em movimento, o atrito permite que você altere tanto sua rapidez quanto sua orientação. O atrito permite que você arranque, dirija e pare um carro. O atrito mantém a porca no parafuso, o prego na madeira e o nó em um pedaço de corda. No entanto, apesar de sua importância, o atrito às vezes não é desejável. O atrito causa desgaste, sempre que peças móveis de uma máquina estão em contato, e grandes quantidades de tempo e dinheiro são gastas tentando reduzir tais efeitos.

O atrito é um fenômeno complexo, não totalmente compreendido, que surge da atração entre as moléculas de duas superfícies em contato. A natureza desta atração é eletromagnética — a mesma da ligação molecular que mantém um objeto coeso. Esta força atrativa de curto alcance se torna insignificante após apenas alguns diâmetros moleculares.

Como mostrado na figura a seguir, objetos comuns que parecem lisos, e que sentimos como lisos, são ásperos e corrugados cm escala atômica (microscópica). Isto ocorre mesmo quando as superfícies são muito bem polidas. Quando as superfícies entram em contato, elas se tocam apenas nas saliências, as chamadas asperezas, mostradas na figura a seguir. A força normal exercida por uma superfície é exercida nas pontas destas asperezas, onde a força normal por unidade de área é muito grande, grande o suficiente para achatar as pontas das asperezas. Se as duas superfícies são mais pressionadas uma contra a outra, a força normal cresce e o achatamento aumenta, o que resulta em uma grande área microscópica de contato. Sob uma extensa série de condições, a área microscópica de contato é proporcional à força normal. A força de atrito é proporcional à área microscópica de contato; então, assim como a área microscópica de contato, ela é proporcional à força normal.

[pic 15]

ATRITO ESTATICO

É aquele que atua quando não há deslizamento dos corpos.

A força de atrito estático máxima é igual a força mínima necessária para iniciar o movimento de um corpo.

Quando um corpo não está em movimento à força do atrito deve ser maior que a força aplicada, neste caso, é usado no cálculo um coeficiente de atrito estático:

Fatest = μest . N

ATRITO CINÉTICO

Quando a força aplicada for maior que a força de atrito de destaque, o corpo entrará em movimento. A partir desse momento, o atrito deixa de ser estático para se tornar cinético, ou seja, o atrito cinético é o atrito que ocorre quando os corpos estão em movimento.

Esse atrito, ao contrário do atrito estático, tem valor constante e é menor que o atrito de destaque. Isso é um dos motivos pelo qual fica mais fácil empurrar o guarda roupa depois que ele entra em movimento.

A sua intensidade é determinada por uma equação muito semelhante à equação do atrito de destaque, bastando apenas trocar o coeficiente de atrito estático pelo coeficiente de atrito cinético.

FatC = μC.Fn

Onde, μC é o coeficiente de atrito cinético.

ATRITO DE ROLAMENTO

Quando uma roda perfeitamente rígida rola com rapidez constante, sem deslizar, sobre uma estrada horizontal perfeitamente rígida, não existe força de atrito para reduzir seu movimento. No entanto, porque pneus e estradas reais estão continuamente se deformando e porque a banda de rodagem e a pista estão sendo continuamente descascadas, no mundo real a estrada exerce unia força de atrito de rolamento que se opõe ao movimento. Para manter a roda girando com velocidade constante, você deve exercer uma força sobre a roda igual em magnitude e oposta em sentido à força de atrito de rolamento exercida sobre a roda pela estrada.

O coeficiente de atrito de rolamento μ é a razão entre as magnitudes da força de atrito de rolamento e da força normal :[pic 16][pic 17][pic 18]

= [pic 19][pic 20][pic 21]

Onde μ, depende da natureza das superfícies em contato e da composição da roda e da estrada. Valores típicos para μ são de 0,01 a 0,02 para pneus de borracha sobre concreto, e de 0,001 a 0,002 para rodas de aço sobre trilhos de aço. Os coeficientes de atrito de rolamento são tipicamente menores que os coeficientes de atrito cinético em urna ou duas ordens de grandeza. O atrito de rolamento será considera do insignificante neste livro, exceto quando sua significância for explicitamente enunciada.

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REFERÊNCIA