Atrito
Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento. Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. Veja o exemplo de um bloco sobre uma superfície na figura abaixo:
A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o movimento. Observe na figura abaixo as irregularidades que existem no contato entre o bloco e a superfície:
A força de atrito depende de dois fatores:
Do tipo dos materiais que estão em contato: cada material tem suas características próprias. Quanto mais “lisos” ou “polidos” estiverem os objetos em contato, menor será a força de atrito. Essa propriedade é definida numericamente pelo coeficiente de atrito, que pode ser dinâmico ou estático, possuindo um valor diferente para cada material.
Força normal: trata-se da reação normal à superfície sobre a qual o corpo está apoiado e depende do peso do objeto. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito.
Força de atrito estático
força de atrito dinâmico
atua sobre o objeto em repouso e dificulta ou impossibilita que ele inicie o movimento.
é uma força que surge em oposição ao movimento de objetos que estão se movendo
Força elástica
A força elástica (Fel) é a força exercida sobre um corpo que possui elasticidade, por exemplo, uma mola, borracha ou elástico.
A deformação sofrida pela mola é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada. Sendo assim, quanto maior for a força aplicada (P), maior será a deformação da mola (x).
Para calcular a força elástica, utilizamos uma fórmula elaborada pelo cientista inglês Robert Hooke (1635-1703), chamada de Lei de Hooke:
F = K . x
Onde,
F: força aplicada no corpo elástico (N)
K: constante elástica (N/m)
x: variação sofrida pelo corpo elástico (m)
constante elástica
Vale lembrar que a chamada “constante elástica” é determinada pela natureza do material utilizado, e ainda, por suas dimensões.
Plano inclinado
O plano inclinado é um tipo de superfície plana, elevada e inclinada, por exemplo, uma rampa.
Na física, estudamos o movimento dos objetos bem como a aceleração e as forças atuantes que ocorrem num plano inclinado.
Plano Inclinado sem Atrito
Existem 2 tipos de forças que atuam nesse sistema sem atrito: a força normal (força vertical para cima) e a força peso (força vertical para baixo).
N = m . g
N: força normal
m: massa do objeto
g: gravidade
Plano inclinado com atrito
A força normal atua perpendicularmente à superfície de contato.
Já a força peso, atua em virtude da força da gravidade que “puxa” todos os corpos da superfície em direção ao centro da Terra.
P = m . g
P: força peso
m: massa
g: aceleração da gravidade
Quando há o atrito entre o plano e o objeto temos mais uma força atuante: a força atrito.
Para calcular a força atrito utiliza-se a expressão:
Fat=µ.N
Aceleração no Plano Inclinado
No plano inclinado há uma altura correspondente a elevação da rampa e um ângulo formado em relação à horizontal. Nesse caso, a aceleração do objeto é constante devido as forças atuantes: peso e a normal. Para determinar o valor da aceleração num plano inclinado, precisamos encontrar a força resultando, decompondo a força peso em dois planos (x e y).
Logo, as componentes da força peso:
Px: perpendicular ao plano
Py: paralelo ao plano