Atrito

- Atrito de deslizamento. Além da gravidade, ou peso, existem outras espécies de força. Unia das mais comuns é a força chamada de atrito. Empurre um bloco de madeira sobre sua mesa. Para isso você precisará exercer uma força sobre o bloco, para a frente; a mesa em contato com o bloco resiste ao movimento desse com uma força (força de atrito) igual e oposta à sua. O bloco se moverá quando sua força e a força de atrito atingirem certo valor. Essa é a força de atrito de arrancamento. Quando você freia sua bicicleta, parando as rodas, ela desliza sobre o solo mas o atrito a faz parar. Atrito de deslizamento é a força que resiste ou se opõe ao movimento quando uma superfície desliza sobre outra.

- Atrito. Você puxa o corpo fazendo uma força para movê-lo. A força de atrito se opõe ao movimento.
   O bloco (ou qualquer outro corpo) e a superfície da mesa podem parecer bem lisos e uniformes, mas um exame ao microscópio mostraria que essas superfícies são na realidade irregulares. Os pequenos "montes e vales" do bloco se prendem nos da mesa e produzem o atrito de deslizamento. Quanto mais polidas as superfícies, tanto menor o atrito.

- O atrito pode ser útil ou prejudicial. Como muitas outras coisas, o atrito pode ser-nos útil ou prejudicial. Sem o atrito um automóvel não sairia do lugar porque os pneumáticos deslizariam sobre o pavimento. Numa estrada lamacenta é necessário colocar correntes nas rodas para aumentar o atrito. Sem atrito as correias não poderiam mover as máquinas e os pregos não se prenderiam nas paredes. Vencendo o atrito ao puxar um trenó, os atletas fortalecem os músculos.

- O atrito exercita os atletas. O peso do homem aumenta o atrito e obriga esses dois atletas a fazerem mais força para empurrar o trenó. Será que a área da superfície dos patins do trenó influi no atrito?
   O atrito é, às vezes, prejudicial. Ele desgasta as superfícies que escorregam uma sobre a outra, aumenta a força necessária para mover um corpo o produz calor. Para, diminuir esses efeitos prejudiciais do atrito nós usamos metais duros nas superfícies das máquinas que deslizam e as fazemos tão lisas quanto possível. Além disso, pomos óleo entre essas superfícies para torná-las mais escorregadias. Se não pusermos óleo no motor do carro ele se estragará por desgaste e aquecimento excessivo.

- O atrito de deslizamento não depende, em geral, da área das superfícies de contato. Apóie um bloco de madeira sobre sua face maior e o empurre sobre a mesa. Coloque-o agora sobre a face de menor área; a força necessária para empurrá-lo será praticamente a mesma que antes. Usualmente o atrito de deslizamento não depende da área da superfície que desliza, Isso não é, porém, sempre verdadeiro. Se o corpo que desliza penetra na superfície o atrito depende da área porque, se a área de contato for menor, o corpo penetra mais e então é necessário fazer mais força para empurrá-lo. Numa estrada lamacenta ou de terra fofa é preferível usar pneus largos no automóvel, porém, nas estradas duras ou asfaltadas não é necessário. Os tratores devem ter pneus largos para impedir que penetrem muito na terra fofa.

- Como varia o atrito com o movimento? Se você empurrar um caixote sobre o soalho liso você verificará que precisa fazer uma força maior para começar o movimento (atrito de movimento). O atrito de deslizamento em movimento é menor que o de arrancamento.
   Quando se aplicam os freios do carro, fazendo as rodas girarem cada vez mais lentamente de modo que os atritos do pneus com o chão seja mantido inferior ao atrito de arrancamento, o carro vai parando sem que os pneus deslizem. Se os freios são aplicados violentamente, impedindo as rodas de girarem, elas deslizam e o carro derrapará, ficando sem controle.
A seguinte regra poderá salvar sua vida algum dia:
Quando o seu carro começar a derrapar tire o pé do freio. Em seguida comece a frear novamente, porém mais devagar, de modo a não deixar os pneus deslizarem.

- Como varia o atrito com a carga? Quando você puxa um bloco sobre a mesa, a força que você deve fazer depende do peso do bloco. Se você dobra o peso você deve puxar com força dupla para fazê-lo mover (Fig. 1-12). Em geral a fração (ou relação) força por peso (isto é, a força necessária para vencer o atrito dividida pelo peso do corpo deslizante) é praticamente constante para uma dada superfície deslizando sobre outra superfície horizontal. Denominamos essa constante de constante de atrito (ou coeficiente de atrito) das duas superfícies.

- Dobrando o peso você dobra a força de atrito. Que ocorreria se você adicionasse o terceiro bloco, C?
   Portanto, para superfícies horizontais:

Exemplo 1 : Um homem empurra um caixote que pesa 100 Kg*. Ele exerce uma força de 40 Kg* para vencer o atrito. Determine a constante de atrito do seguinte modo:
1. Análise do problema:
Que é dado?
- 100 Kg* - peso do caixote
- 40 Kg* - força para vencer o atrito.

- Velocidade X Atrito. Bons esquiadores preferem esquis longos, que não afundam na neve, aumentando o atrito. Esquiar em neve funda, fofa, exige uma técnica especial, pois a velocidade é diminuída pelo atrito. Na neve compacta, onde os esquis não penetram, a velocidade é muito aumentada.
Que é pedido? A constante de atrito.
2. Método de solução (geralmente a equação a ser usada):

3. Solução:

Exemplo 2: Se um livro pesa 800 g* e você deve fazer uma força de 40 g* para empurrá-lo sobre a mesa, qual a constante de atrito?
8C0 g* = peso do livro;
40 g* = força de atrito.
Determinar a força de atrito

Tente estes problemas
1. Um automóvel pesando 1.600 kg* corre a grande velocidade. O motorista freia violentamente de modo que as rodas deslizam ou derrapam. A força de atrito é de 800 kg*. Qual é a constante de atrito?
2. Exercendo uma força horizontal de 10 kg* você empurra um bloco de 40kg* num pátio cimentado. Qual a constante de atrito?
3. Uma força de 60g* é suficiente para fazer deslizar uma caixa sobre a mesa. O coeficiente de atrito dessa caixa na mesa é de 0,4. Qual é o peso da caixa?

Respostas

- O Atrito de rolamento. Quando uma superfície sólida desliza sobre outra as pequenas saliências e reentrâncias que nelas existem, prendem-se umas nas outras e produzem o atrito de deslizamento que se opõe ao movimento. O atrito também se opõe ao movimento de um objeto redondo que rola sobre uma superfície sólida. Quando um menino faz uma bola de gude rolar sobre um tapete espesso, a bola comprime as fibras para baixo. As fibras, tendendo a voltar à sua posição, produzem o atrito que se opõe ao movimento da bola. Quando você anda de bicicleta, o achatamento dos pneus de encontro ao chão produz atrito. O atrito de rolamento se opõe ao rolamento de um objeto redondo sobre uma superfície sólida.
O atrito de rolamento é menor do que o atrito de deslizamento.

- Rolamentos de esfera diminuem o atrito. Rolamentos de esfera: (A) das rodas de patins, (B) do pedal da bicicleta.

- Rolamentos fazem essa roda de trem girar mais facilmente.

- Pressão baixa nos pneus de sua bicicleta aumenta o atrito de rolamento, mas dá maior conforto.
Os antigos egípcios usavam toros de madeira para mover pedras e estátuas enormes. Nós usamos pequenas rodas nos pés dos móveis e rodas nos carros e vagões. Para diminuir ainda mais o atrito usamos rolamentos de esferas nos eixos das rodas de patins e bicicletas. Também empregamos rolamentos em automóveis e trens.

- Os toros diminuíam o atrito. Onde usamos este mesmo princípio atualmente?

- Seis homens movem uma enorme locomotiva. Suas rodas giram sobre rolamentos.
   Como pode o atrito de rolamento ser diminuído? Primeiro, uma roda mais larga pode ser usada para não afundar tanto no solo. Segundo, as rodas e superfícies podem ser feitas mais duras de modo a não se deformarem.
   O seu carro correrá melhor numa estrada de concreto do que num terreno fofo. As rodas dos trens e bondes rolam facilmente porque elas e os trilhos de aço quase não se deformam. Se você quer que sua bicicleta corra maciçamente, sem solavancos, mantenha pressão baixa nos pneus. Para poupar esforço, no entanto, use os pneus bem cheios. Assim, eles se achatarão menos, produzindo menor atrito no rolamento das rodas.