Atrito Estático - Atrito Cinético

Força de Atrito - Atrito Estático - Atrito Cinético

Quando não há deslizamento entre as superfícies, a força de atrito chama-se estática.

Quando existe deslizamento entre as superfícies a força de atrito chama-se cinética (ou dinâmica).

É importante também ressaltar que nem sempre a força de atrito é oposta ao movimento.

Atrito Estático

A força de atrito que impede um corpo de se movimentar, em relação ao plano de apoio é chamada força de atrito estática (  ).

Como a intensidade da força de atrito depende da intensidade da força  aplicada no bloco (vide figura acima), o seu valor não é fixo, podendo variar de zero  a um valor máximo. Porém, a experiência mostra que a força de atrito não aumenta indefinidamente, isto é, se o indivíduo aplicar uma força suficientemente intensa, conseguirá tirar o bloco do repouso. Portanto, existe um valor máximo para a força de atrito, chamada de força máxima de atrito (_⁾.

A força máxima de atrito é dada por:

₌ . F_n

onde F_n é a intensidade da força normal e μ_e é  um coeficiente chamado coeficiente de atrito estático o qual depende dos materiais em contato (e do estado de polimento).

Exemplo 1

Um bloco de massa m = 2,0 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal S. A partir de certo instante aplicamos ao corpo uma força horizontal de intensidade F = 16 N. Sabe-se que g = 10 m/s² e que o coeficiente de atrito cinético entre bloco e a superfície é μ_c = 0,30.

Calcule:

A intensidade da força de atrito que atua sobre o bloco

Resolução

Na figura abaixo marcamos todas as forças que atuam sobre o bloco: a força , a força de atrito , o peso e a força normal .

P = mg = (2,0 kg) (10 m/s²) = 20 N

Neste caso a força normal tem a mesma intensidade que o peso;

F_N = P = 20 N

A intensidade da força de atrito é dada por:

F_A = μ_c.F_N = (0,30) (20) = 6,0 N

F_A = 6,0 N

Atrito Cinético

A força de atrito  que é aplicada num corpo, no sentido oposto ao seu movimento, pelo plano de apoio, é chamada força de atrito cinética e sua intensidade, que também depende da compressão normal.

A experiência mostra que o módulo da força de atrito cinético é dada por:

= μ_c . F_n

onde F_N é a intensidade da força normal atuante no corpo e  é um número chamado coeficiente de atrito cinético, o qual depende dos materiais do corpo e das superfícies de contato; esse coeficiente depende também do estado de polimento das superfícies em contato.

Exemplo 2

Um bloco de massa m = 6,0 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal S, sob a ação de apenas duas forças (Fig. 5): o peso e a força normal. A partir de certo instante aplicamos ao bloco uma força horizontal e ao mesmo tempo aparece uma força de atrito (Fig. 6). Os coeficientes de atrito para este caso são:

μ_e = 0,30    e     μ_c= 0,20

Sabendo que g = 10 m/s², calcule a intensidade da força de atrito, nos seguintes casos:

a) F = 12 N

b) F = 18 N

Resolução

a) A intensidade F = 12 N ainda é menor do que 18 N. Portanto, o bloco continua em repouso e, assim, a força de atrito tem a mesma intensidade que a força aplicada F (Fig. 8):

F_A = 12 N

b) Neste caso a força aplicada () tem a mesma intensidade que a força de atrito máxima (18 N). Assim, o bloco continua em repouso e a força de atrito está com seu valor máximo (Fig. 9). Dizemos que o bloco está na iminência de movimento.

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