Força de atrito

Quando empurramos ou puxamos um corpo qualquer de massa m, percebemos que existe certa dificuldade; e, em alguns casos, percebe-se que o corpo não entra em movimento. Qual a explicação para isso? O que acontece é que toda vez que puxamos ou empurramos um corpo, aparece uma força que é contrária ao movimento. Essa força é chamada de Força de Atrito. A definição de força de atrito é a força natural que atua sobre os corpos quando estes estão em contato com outros corpos e sofrem a ação de uma força que tende a colocá-lo em movimento, e ela é sempre contrária ao movimento ou à tendência de movimento. A força de atrito aparece em razão das rugosidades existentes nas superfícies dos corpos. O atrito depende da força normal entre o objeto e a superfície de apoio; quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito. Matematicamente podemos calcular a força de atrito a partir da seguinte equação:

F_at = μ.N

Onde o μ (letra grega mi) é chamado de coeficiente de atrito que depende da natureza dos corpos em contato e do estado de polimento e lubrificação da superfície. Essa é uma grandeza adimensional, ou seja, ela não tem unidade. No Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidade de força de atrito é o newton (N).

Existem dois tipos de força de atrito: força de atrito estático e força de atrito cinético. Tanto um quanto o outro estão sempre contrários à tendência de movimento ou à movimentação dos corpos.

Força de Atrito Estático

Representado por F_e ela é a força que está contrária à tendência de movimento. Por exemplo, quando queremos trocar o móvel de lugar tentamos empurrá-lo ou puxá-lo até onde queremos que ele fique, no entanto, em alguns casos percebemos que ele não sai do lugar, pois a força que imprimimos sobre ele não é suficientemente grande para que ele possa sair do estado de repouso. O que acontece é que a força de atrito é maior que a força que aplicamos sobre o móvel que queremos trocar de lugar. Essa força que aparece quando os corpos estão em repouso é chamada de força de atrito estático e é representado da seguinte forma:

F_ate = μ_e.N

Onde μ_e é o coeficiente de atrito estático.
 

Força de Atrito Cinético 

Também chamado de força de atrito dinâmico, esse é o atrito que aparece quando os corpos estão em movimento, ou seja, ele é contrário à movimentação dos corpos. Por exemplo, quando um carro está se locomovendo em uma estrada e precisa frear o carro bruscamente, o carro para, no entanto esse fato só é possibilitado em razão da força de atrito, contrária ao movimento do carro, existente entre os pneus e o asfalto. Matematicamente, temos que a força de atrito cinético é escrita da seguinte forma:

F_atc = μ_c.N

Onde μ_c é chamado de coeficiente de atrito cinético.
Comparando a equação geral da força de atrito com a força de atrito estático e dinâmico, temos que para um corpo que está em repouso a força de atrito é variável até μN, ou seja, até a eminência do movimento. E para um corpo que está em movimento tem-se que a força de atrito é constante e igual a μN.

Obs.: existem superfícies de mesmo material onde o coeficiente de atrito cinético é menor que o coeficiente de atrito estático. Isso ocorre porque a força de atrito cinético varia conforme a velocidade do corpo.

 μ_{e >} μ_c

DESAFIOS

1-  (FUND. CARLOS CHAGAS) Um bloco de madeira pesa 2,0 . 10³ N. Para deslocá-lo sobre uma mesa horizontal, com       velocidade constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1,0. 10²N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa vale: 

      a) 5,0 . 10^-2

      b) 1,0 . 10^-1

      c) 2,0 . 10^-3

      d) 2,5 . 10^-1

      e) 5,0 . 10^-1  

2- (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s². Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s², concluímos que a força de atração no barbante tem intensidade igual a:  

      a) 40N

      b) 50N

      c) 60N

      d) 70N

      e) 90N  

3- Nos dois esquemas da figura temos dois blocos idênticos A e B sobre um plano horizontal com atrito. O coeficiente de atrito entre os blocos e o plano de apoio vale 0,50. As dois blocos são aplicados forças constantes, de mesma intensidade F, com as inclinações indicadas, onde cos o = 0,60 e sen  o  = 0,80. Não se considera efeito do ar. 

Os dois blocos vão ser acelerados ao longo do plano e os módulos de suas acelerações são a_A e a_B. Assinale a opção correta:  

      a) a_A = a_B;

      b) a_A > a_B;

      c) a_A < a_B;

      d) não podemos comparar a_A e a_B porque não conhecemos o valor de F;

      e) não podemos comparar a_A e a_B porque não conhecemos os pesos dos blocos.