Força de atrito que mantém o bloco em repouso

RKA8JV No vídeo anterior tínhamos 10 kg de massa na parte superior de um plano com inclinações de 30°. Para descobrirmos o que aconteceria com este bloco, decompusemos a força peso sobre o bloco em suas componentes paralela e perpendicular à superfície do plano. Para uma componente perpendicular tínhamos 49√3N, só que para baixo. Mas dissemos: ''não vemos esse bloco de gelo acelerando para baixo nessa cunha, porque a cunha está apoiando o bloco''. Por isso, deve haver uma força contrária que a cunha está exercendo sobre o bloco. Essa força contrária é a força normal da cunha sobre o bloco de gelo, que é exatamente oposta à força da gravidade nessa direção. Poderíamos dizer que a normal da força peso é igual a normal do bloco no plano, elas se equilibram na direção normal, na direção perpendicular, e por isso, o bloco não está acelerando em nenhuma direção. Mas uma componente da força da gravidade, que não parece ter nenhuma compensação, pelo menos na forma como montamos o problema no vídeo anterior, é a força ou a componente que está paralela à superfície do plano. Descobrimos que é de 49N. Basicamente, era o peso do bloco vezes seno do ângulo. Aí dissemos: ''se não há outras forças, então, o bloco será acelerado nessa direção''. Para descobrir a taxa de aceleração, dividimos a força pela massa do bloco e teremos 4,9 m/s². Agora, vamos supor que isso não estivesse acontecendo, vamos supor que olhamos para este sistema e o bloco esteja parado. Vamos supor que não seja gelo sobre gelo, digamos que os dois sejam feitos de madeira, então, de repente temos uma situação em que o bloco está parado. Se está parado, o que temos aqui? Bem, já determinamos que não há aceleração na direção perpendicular, então, a força resultante sobre ele deve ser zero. Mas se está totalmente parado, então a força nessa componente paralela também é zero, portanto, deve haver alguma força equilibrando esses 49 N que eu quero acelerar para baixo. Alguma força que esteja puxando para baixo. A pergunta é: que força é essa? Agora, estamos lidando com um bloco parado, um bloco que não está acelerando. Que força é essa? Acho que, por experiência, sabemos a diferença entre um bloco de madeira sobre a parte superior de um bloco de madeira e um bloco de gelo sobre a parte superior de um bloco de gelo. Um bloco de gelo no topo de um bloco de gelo é mais escorregadio, não há atrito entre gelo e gelo, mas há atrito entre madeira e madeira. Para deixar um pouco mais tangível, vamos colocar uma lixa na superfície. Neste caso, a força que impede que o bloco deslize é a força de atrito. A força de atrito sempre agirá na direção oposta à aceleração potencial se não houver nenhum atrito. Então, qual é a força de atrito neste caso? Bem, se o bloco estiver totalmente parado e não estiver acelerando para baixo, a força de atrito será de 49 N, mas para cima, como se estivesse subindo a rampa. Isso pode ser determinado de forma experimental se tivermos blocos e rampas. E, ainda que não tenhamos, desde que haja alguma forma de medir força é possível seguir esse processo de forma experimental. Há uma questão interessante aqui. Quanta força preciso exercer sobre este bloco para que ele comece a se mover para baixo na rampa? Digamos que, de forma experimental, possamos determinar que, se aplicarmos mais 1 N sobre o bloco, poderemos fazer com que o bloco comece a acelerar para baixo, não em uma taxa natural, mas poderia simplesmente começar a empurrá-lo para baixo se eu desse outro impulso de 1 N na direção paralela. Eu explico isso melhor no vídeo ''Força de atrito para manter a velocidade constante'', uma vez que a força de atrito e a componente horizontal são iguais, 49 N em direções opostas. Vamos chamar de força total, força total no meu sistema, força de impulso que está na direção paralela. Vamos supor que eu esteja aplicando 1 N na direção que aparece na figura. Digamos que já temos 49 N por conta da componente da gravidade nessa direção, por isso, minha força total nessa direção será 50 N. Com base nos materiais que estão entrando em contato um com o outro, podemos determinar quanta força será necessária para começar a superar o atrito. Neste caso é a força total, que eu acabei de dizer. Uma proporção interessante que tende a ser mantida em determinados materiais é aquela entre a quantidade de força para empurrar o objeto e a quantidade de força entre dois objetos. Entre a quantidade de força que estão aplicando um ao outro. Neste caso, a quantidade de força exercida pela cunha sobre o bloco é a normal ou seja, 49√3. Em outras palavras, o módulo da força de impulso sobre o módulo da força que está colocando estes dois objetos em contato. Neste caso, 49√3 N. A notação "µₑ" refere ao coeficiente de atrito estático. Abordaremos mais sobre ele em outros exemplos, mas isso tende a se manter verdadeiro para diferentes materiais. Assim, no futuro, se tivermos uma massa diferente ou uma inclinação diferente, mas tivermos os mesmos materiais diante de uma força normal, poderemos descobrir a força de impulso, ou seja, poderemos descobrir exatamente quanta força é necessária. Isso, se tivermos conhecimento do coeficiente de atrito estático, o qual pode ser encontrado de forma experimental. Qual seria o valor neste caso? Temos 50 N sobre 49√3. Fazendo o cálculo, temos o resultado arredondado de 0,59. µₑ = 0,59. Este é o coeficiente de atrito estático. Tem esse nome porque lida com a proporção da força de atrito relativa à força normal Bom, eu faria um vídeo para falar da diferença quando um objeto está parado e quando está se movimentando. Muitas vezes é uma diferença extremamente pequena, mas, para determinados materiais, ela é muito perceptível no coeficiente de atrito de um objeto que esteja parado em relação a tal objeto quando está se movendo. Nos vídeos seguintes calcularemos os coeficientes de atrito em novos problemas