Este relatório apresenta experimentos realizados para medir o coeficiente de atrito estático entre diferentes superfícies. Foram medidos os valores de força necessários para iniciar o movimento de um bloco sobre uma mesa para diferentes superfícies de contato. Isso permitiu calcular os coeficientes de atrito entre madeira-mesa e esponja-mesa. Também foi medida a força de tensão em um carrinho sobre um plano inclinado para verificar as condições de equilíbrio.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
FISICA EXPERIMENTAL – 1
Relatorio apresentado pelos
acadêmicos do primeiro
período do curso de
graduação em Engenharia
Ambiental, com finalidade
avaliativa, ao professor
Mestre Moises.
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2. Introdução
Chama-se força de atrito estático a força que se opõe ao início do movimento
entre as superfícies, ou o atrito de rolamento de uma superfície sobre a outra.
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3. Quando se tenta empurrar uma caixa em repouso em relação ao solo, nota-se que
se pode gradualmente ir aumentando a força sobre a caixa sem que esta se mova. A
força se opõe à força aplicada sobre a caixa, e esta se soma para dar uma resultante nula
de força. O que é necessário para manter a caixa em repouso é justamente o atrito
estático que atua na caixa. A força de atrito estático é em módulo igual ao da
componente desta força paralela à superfície, e iguala-se à de atrito estático máxima.
E a força de atrito estático máxima relaciona-se com a força normal da seguinte
forma:
  

F  F at . E   e N
No qual  e é o coeficiente de atrito estático e N é o módulo da força normal
devido ao contato com o plano.
1. Objetivos
Calcular o coeficiente de atrito estático no contanto entre um bloco de madeira e
esponja e a superfície de uma mesa.
2. Materiais e métodos utilizados
Neste experimento, foram utilizados os seguintes materiais:
 Mesa
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4.  Bloco de madeira e esponja
 Dinamômetro
 Massas aferidas
Sobre a superfície da mesa, orientada horizontalmente, colou-se o bloco de
madeira, com uma massa conhecida acoplada, sempre com a mesma posição inicial.
Com o dinamômetro preso ao sistema (bloco e massa), puxou-se até que se chegasse à
eminência de movimento. Percebida a eminência, registrou-se o valor da força
necessária.Assim, completou-se a tabela mostrada mais abaixo e construiu-se um
gráfico força versus peso a fim de determinar o coeficiente de atrito estático entre as
superfícies.
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5. 3. Resultados e Discussão
A tabela abaixo mostra as medições e os dados calculados:
Primeiramente com a parte de esponja em contato com a superfície da mesa.
SUPERICIE EM CONTATO TAMPO DA MESA E ESPONJA
FORCAS APLICADAS EM NEWTONS (N) OCORRENCIA DE MOVIMENTO (SIM) ou (NÃO)
0,2 NÃO
0,4 SIM
0,6 SIM
0,8 SIM
1,0 SIM
1,2 SIM
1,4 SIM
1,6 SIM
Observou-se que o valor aproximado da menor forca capaz de iniciar o movimento entre a superfície esponjosa do corpo e a superfície da
mesa foi de 0,3 N.
Viramos o corpo de prova e deixamos a superfície de madeira em contato com a mesa e repetimos os atos anteriores.
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6. SUPERICIE EM CONTATO TAMPO DA MESA E MADEIRA
FORCAS APLICADAS EM NEWTONS (N) OCORRENCIA DE MOVIMENTO (SIM) ou (NÃO)
0,2 SIM
0,4 SIM
0,6 SIM
0,8 SIM
1,0 SIM
1,2 SIM
1,4 SIM
1,6 SIM
O valor aproximado da menor forca aplicada capaz de iniciar o movimento foi de 0,2 N, menor que a medição anterior, tal fato se
justifica, provavelmente, pelo atrito entre a superfície da mesa e a madeira ser menor que o atriro entre a superfície da mesa e a esponja.
Os valores de 0,2 e 0,3 N são referentes a forca necessária para vencer a forca de atrito que há entre o corpo de prova e a mesa, tais
valores são aproximados devido a fatores exógenos que ocorreram nos experimentos.Segundo as leis da mecânica newtoniana “ um corpo em
repouso, assim permanecera, a menos que uma forca resultante externa venha a atuar sobre o mesmo”, Nos casos supra, forcas menores a 0,2 e
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7. 0,3 são incapazes de mover o objeto de prova pelo fato da resultante de forcas serem nulas, pois a normal tem o mesmo modulo e sentido oposto
a forca peso que in casu foi medida em dinamômetro com modulo de N=P=0,7 N.
Atraves das decomposições de forca e das leis de Newton foi possível medir a força de atrito estático entre a superfície esponjosa ea
superificie da mesa cujo modulo é 0,3 N e entre a superfície de madeira e a superfície da mesa cujo o modulo é de 0,2 N.
  

Pela formula F  F at . E   e N
calculamos os coeficientes de atrito estático entre a superificie esponjosa e a mesa cujo valor foi
de 0.42 e entre a superfície de madeira e a superfície da mesa, que o valor foi de 0,28. Notamos que realmente o atrito da superfície de madeira
com a superfície da mesa é menor que o atrito da superfície esponjosa com a superfície da mesa, fato que explica as forcas medidas no
dinamômetro para retirar o corpo de prova da situação de inércia.Destaca-se que se não existisse atrito e fosse uma condição ideal, tanto a
superfície esponjosa como a superfície de madeira teriam o mesmo modulo de forca para romper a situação inercial e realizaria um movimento
retilíneo uniforme.
Todavia nas condições em que foram realizadas as medições e tentando manter uma baixa velocidade e o mais próximo possível de um
movimento retilíneo uniforme notou-se necessária a aplicação de uma força F=0,44 N e a força de atrito cinético entre as superfícies possu~i o
mesmo valor em modulo, a mesma direção, mas sentido aposto a forca aplicada. O coeficiente de atrito cinetico calculado através da formula
supracitada foi de 0,62, valor superior ao coeficiente de atrito estático, ou seja, a força para manter o corpo de prova em movimento é maior que
a força para retirar o corpo de prova da situação inercial.
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8. Experimento 03: Condições de equilíbrio de um móvel sobre um plano inclinado.
Com o auxílio do dinamômetro obtivemos a medida do peso do móvel formado pelo conjunto
carro e 2 massas acopladas, de 1,70 N.
Montamos o plano inclinado para o ângulo de 15°, fixamos o dinamômetro entre os dois
parafusos no topo do plano inclinado e verificamos o valor zero no mesmo , posteriormente
prendemos o conjunto do carrinho no dinamômetro, obtivemos a leitura de 0,36N, que “in
casu” trata-se ta força de tensao e cujo o modulo da intensidade, em condições ideais, é igual
a componente da força peso no eixo ‘x’, mas no experimento não estamos diante do caso
ideal, possuí a mesma direção, qual seja de 15 graus com a horizontal, mas sentido oposto a
Px. Feito isso podemos observar através da figura infra o diagrama de forças atuantes no
carrinho.
Diagrama de forças atuantes em um corpo. Fonte:
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/figuras/pi12.GIF acesso em 16/06/10.
Onde:
PX = P.sen 15° PY = P.cos 15° Fat = Tensão
PX = 1,70.sen15° PY = 1,70.cos 15° T = 0,36N
PX = 0,45N PY = 1,65N
Caso o móvel fosse solto do dinamômetro, ele desceria do plano inclinado, pois a força de
tensão deixaria de atuar no sistema, fazendo com que a força resultante do eixo ‘x’ seja igual a
Px, que por conseguinte faz com que o objeto desloque na mesma direção e sentido da antes
dita componente, os fatores que influenciam para tanto são a aceleração da gravidade e a
massa do objeto.
A orientação da força normal (FN) é sempre perpendicular ao plano inclinado e tem como vetor
diametralmente a componente vertical do peso (PY), como o conjunto do carrinho não possui
movimento na vertical a força normal (FN) é igual a PY, de valor a 1,65N (calculada
anteriormente)
A diferença entre PX e tensão do dinamômetro é:
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9. 0,45 – 0,36 = 0,09N
O percentual de erro é calculado por:
Erro (%) =
Erro = 20%
Tal margem de erro é devida ao fato anteriormente dito de que n”ao estamos diante de uma
condição ideal.
Caso, o topo do plano inclinado fosse elevado para 90°, as componentes do peso passariam a
ser:
PX = P.sen 90° PY = P.cos 90°
PX = P.1 PY = P.0
PX = P PY = 0
Logo, temos que a componente horizontal do peso (PX) passa a ser igual ao próprio peso, e a
componente vertical passa a ser nula.
6. Referências Bibliográficas
MACEDO, Zélia S.; MAIA, Ana F.; VALERIO, Mário E. G.; Apostila de
Laboratório de Física A; UFS; 2009.
RAYMOND A. Serway, JEWETT, John W. “Princípios de Física – Mecânica
Clássica”, volume 1, Cengage Learning, 2008.
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A.; “Sears & Zemansky - Física I –
Mecânica”. 12ª edição, Addison Wesley, 2008.
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