Atrito

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O atrito resulta da interação entre dois corpos

Em física, o atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato com outro e sofre a ação de outra força que tende a colocá-lo em movimento. Esta força é causada pelo contato dos dois corpos ou meio em que se move o corpo em movimento - neste caso especial, designado por viscosidade.

O atrito com uma superfície depende da pressão entre o objeto e a superfície; quanto maior for a pressão maior será o atrito. Passar um dedo pelo tampo de uma mesa pode ser usado como exemplo prático: se se pressionar com força o dedo, o atrito aumenta e o dedo pára.

Embora se oponham ao movimento, todas as formas de transporte que se deslocam sobre rodas não poderiam mover-se sem o atrito: é o atrito entre as rodas e o solo que permite às primeiras agarrarem-se ao solo, produzindo movimento pela troca de forças.

Pode parecer estranho afirmar que nenhuma força é precisa para manter um corpo em movimento quando um avião a jato se desloca a uma velocidade constante utilizando os seus poderosos motores. A razão é que a força dos motores que impelem o avião para frente é igualada pelo atrito com o ar através do qual o avião se movimenta; as duas forças equilibram-se de tal modo que nenhuma atua sobre o avião e ele, portanto continua a mover-se com uma velocidade constante. Se se aumentar o poder dos motores o avião mover-se-á mais depressa, até que o atrito aumente de modo a corresponder à força desejada, movendo-se então, a uma maior mas constante velocidade.

[editar] Coeficiente de atrito (µ)

É o grau de rugosidade entre dois corpos. É uma grandeza adimensional, ou seja, não apresenta unidade. O atrito pode ser dinâmico ou estático.

[editar] Atrito dinâmico

Acontece se o corpo já está em movimento. É uma força contrária ao movimento, que aumenta conforme a pressão que é colocada entre o corpo e a superfície onde ocorre o atrito. Por exemplo, um carro está se movimentando em uma estrada e decide frear bruscamente, de modo que as rodas são travadas. O carro irá parar por causa da força de atrito, que atua entre os pneus e o solo, sempre contrário ao movimento. Outro exemplo é um homem empurrando uma caixa. Para empurrá-la com velocidade constante, basta fazer uma força igual à do atrito, para acelerar o movimento, basta fazer uma força maior que a do atrito, de modo a gerar uma força resultante no mesmo sentido do movimento. Essa força de atrito pode ser calculada pela seguinte expressão:

$F a t = μ d . N$ , onde $F a t$ é a força em Newtons, $μ d$ é o coeficiente de atrito dinâmico e $N$ a força que é normal à direção do movimento (no caso de o corpo estar em um plano horizontal, tem a mesma intensidade do peso do corpo, ou seja, $N = m . g$ , onde $m$ é a massa do objeto e $g$ é a aceleração da gravidade local).

[editar] Atrito estático

Quando se tenta empurrar uma caixa em repouso em relação ao solo, nota-se que dependendo da força que é aplicada sobre ela, esta não sai do lugar. Assim, há uma força que atua contra o movimento, e ela é denominada atrito estático.

Ora, para mover a caixa, se for feita uma força igual ao atrito dinâmico, ela não sairá do lugar, pois as forças irão se anular. Então, conclue-se com isso que a força de atrito estático é maior que a de atrito dinâmico. Porém, na maioria dos casos, os seus valores são tão proximos que podemos considera-las aproximadamente iguais.

$F a t = μ e . N$ (análogo ao atrito dinâmico)

[editar] Alguns Casos de Atrito

Em alguns casos, como exercícios de vestibulares, é necessário calcular a força de atrito em situações especiais. Observe a seguir alguns exemplos:

[editar] Rolha de champanhe

Nesse exemplo, para acharmos a força que o atrito exerce na rolha sobre a boca da garrafa de vidro quando se tenta praticar a soltura da rolha de cortiça, precisamos antes achar a área de contato entre a rolha e o bocal. Após obtermos esse dado por contas matemáticas (superfície interna de um cilindro), é preciso achar também a pressão exercida pela rolha no bocal. A pressão da rolha atua como a Força Normal sob a área de contato, e, sabendo essas duas informações e possuindo os coeficientes de atrito, basta utilizar a fórmula citada acima para obter a Força de Atrito quando se tenta abrir tal garrafa.

[editar] Atrito no plano inclinado

Há aqui apenas uma particularidade: Quando um corpo está sobre um plano inclinado e sob ação da gravidade, a intensidade da Força Normal que utiliza-se para calcular a Força de Atrito corresponde à componente perpendicular ao plano de contato, que pode ser calculada segundo a expressão:

$N = P \times sen(\theta)$ , onde

θ

é o ângulo de inclinação em relação à horizontal.

[editar] Atrito numa curva (carro)

A direção do atrito é sempre perpendicular à reta tangente à circunferência no ponto em que o carro se encontra e o sentido aponta para o centro. Para calcular a Intensidade do Atrito usa-se a seguinte fórmula, desde que esteja-se em Movimento Circular Uniforme: