Aula de Dinâmica: Força de Atrito

Introdução

• Importância da força de atrito em situações cotidianas e provas de vestibulares e Enem.
• Fundamental para movimentos como andar, iniciar e frear um carro.

Definição e Origem da Força de Atrito (Fate)

• Surgimento devido ao contato entre superfícies rugosas.
• De origem eletromagnética devido à interação molecular.
• Não é uma força mecânica.

Exemplos e Direcionamento da Força de Atrito

Empurrando uma Caixa

• Pessoa empurra caixa para a direita -> tendência de deslizamento para direita.
• Força de atrito age na direção oposta (à esquerda).

Andando/Correndo

• Pé empurra o chão para trás -> chão empurra o pé para frente (ação e reação).
• Força de atrito age no mesmo sentido do movimento para impedir o deslizamento.

Observações Importantes

• Força de atrito não é necessariamente contrária ao movimento, mas sempre contrária à tendência de deslizamento.

Tipos de Força de Atrito

Atrito Estático

• Ocorre quando não há deslizamento entre superfícies.
• Exemplo: andar no chão sem escorregar.

Atrito Dinâmico (ou Cinemático)

• Ocorre quando há deslizamento entre superfícies.
• Exemplo: carros derrapando ou risco de fósforo.
• Foco na aula atual é o atrito estático.

Fatores que Influenciam a Força de Atrito

Coeficiente de Atrito (μ)

• Depende dos materiais das superfícies em contato.
• Exemplo: borracha com asfalto seco (μ = 1) vs. borracha com asfalto molhado (μ = 0,3).
• Coeficiente de atrito não tem unidade (adimensional).

Força Normal

• Determina a compressão entre superfícies.
• Maior compressão -> maior força de atrito.
• Força de atrito é proporcional ao coeficiente de atrito e à força normal.

Cálculo da Força de Atrito Estático Máxima

• Fórmula: $F_{atrito,estático,máximo} = μ_{estático} \times F_{normal}$
• Atrito estático máxima = 80N (exemplo).
• Força aplicada menor que a máxima resulta em força de atrito igual à força aplicada (mantendo objeto parado).

Exemplo de Cálculo

• Dado: coeficiente de atrito (μ) = 0.8 e força normal = 100N.
• $F_{atrito,estático,máximo}$ = 0.8 * 100 = 80N.

Exercícios Práticos

Exercício 1

• Determinar força de atrito estático para diferentes forças aplicadas.
• Força de atrito máxima é 80N.
• Preenchimento de tabela com diferentes forças aplicadas (ex. 10N, 40N, 65N, 80N).
• Força de atrito aumenta com força aplicada até o limite máximo.

Exercício 2

• Determinação da força de atrito com um bloco pendurado por uma corda.
• Bloco A (3kg) em repouso, corda com polia e bloco B (1kg) pendurado.
• Coeficiente de atrito estático (μ) = 0.5.
• Força peso de B = 10N (1kg * 10m/s²).
• Força de atrito = força de tração (10N).

Conclusão

• Reforço da importância de entender os conceitos de força normal, coeficiente de atrito e força de atrito máximo.
• Fundamental para resolução de questões em provas e aplicações do dia a dia.
• Continuação na próxima aula com foco em força de atrito dinâmico.