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Conteúdo principal

Revisão sobre atrito

Revise os conceitos, equações e habilidades relacionados ao atrito, o que inclui como calcular o sentido e a magnitude da força de atrito.

Termos-chave

Termo (símbolo)Significado
Atrito (Ff ou f)Uma força de contato que resiste ao deslizamento entre duas superfícies.
Atrito cinético (Ff,k ou fk)Atrito quando um objeto desliza sobre uma superfície. O sentido do atrito é oposto ao sentido em que o objeto está deslizando e paralelo à superfície de contato.
Atrito estático (Ff,s ou fs)Atrito que impede um objeto de deslizar sobre uma superfície. O sentido impede o objeto de deslizar sobre outra superfície e é paralelo à superfície de contato.
Coeficiente de atrito (μ)Um número, normalmente entre 0 e 1, que descreve a aspereza entre duas superfícies, em que 0 é escorregadio e 1 é muito áspero. Uma razão sem unidade entre a força de atrito e a força normal. O coeficiente de atrito estático μs é para superfícies não deslizantes, enquanto o coeficiente de atrito cinético μk é para superfícies deslizantes.

Equações

EquaçõesSignificado dos símbolosSignificado em palavras
|Ff,k|=μk|FN|Ff,k é o atrito cinético, μk é o coeficiente de atrito cinético, FN é a força normalA magnitude do atrito cinético é diretamente proporcional à magnitude da força normal e à aspereza entre as superfícies deslizantes.
|Ff,s|μs|FN|Ff,s é o atrito estático, μs é o coeficiente de atrito estático, FN é a força normalA magnitude do atrito estático é diretamente proporcional à magnitude da força normal e à aspereza entre as superfícies deslizantes.
μ=|Ff||FN|Ff é o atrito, μ é o coeficiente de atrito, FN é a força normalO coeficiente de atrito é a magnitude da força de atrito dividida pela magnitude da força normal.

Como encontrar o sentido da força de atrito

O atrito estático impede o deslizamento

O atrito estático é a força que segura um objeto no lugar em um plano inclinado, como o queijo da Figura 1. A força de atrito aponta no sentido oposto àquele no qual o objeto deslizaria se não houvesse atrito. O atrito estático impede a gravidade de puxar o queijo para baixo no plano inclinado.
Figura 1. Um queijo em repouso sobre um plano inclinado por causa do atrito estático, que o segura no lugar.
Outro exemplo de atrito estático é observado quando objetos estão se movendo. Quando você está andando, o atrito estático empurra no sentido para o qual você está tentando se mover (veja a Figura 2 abaixo). O pé empurra o chão, e sem o atrito o pé deslizaria para trás (como andar no gelo). O atrito estático empurra no sentido que impede que o seu pé deslize, o que resulta em um movimento para a frente.
Figura 2. O sentido do atrito estático em um calçado que se move para a frente. O atrito estático empurra a pessoa para a frente. A imagem do calçado é uma cortesia de Pixabay.

O atrito cinético age contra o sentido do objeto deslizante

O atrito cinético sempre age no sentido contrário ao sentido do objeto deslizante. Como visto na Figura 3 abaixo, se um objeto estiver subindo um plano inclinado, a força de atrito fk aponta para baixo. Se o objeto estiver descendo o plano inclinado, fk aponta para cima.
Figura 3. O sentido do atrito cinético fk de um pedaço de queijo deslizando em um plano inclinado com velocidade v.

Como determinar a magnitude da força de atrito

O atrito é determinado pelas duas superfícies em contato e pela força que une as duas superfícies (força normal FN).
  • Coeficiente de atrito (μ): descreve a aspereza entre duas superfícies. Um coeficiente de atrito alto produz mais atrito.
  • Força normal (FN): unir superfícies com mais força aumenta o atrito. Essa é uma razão por que objetos pesados são mais difíceis de empurrar pelo chão.
Esses fatores relacionados ao atrito se refletem nesta equação generalizada:
|Ff|μ|FN|
O atrito para um determinado objeto não é sempre um único valor; ele pode variar. Vamos aprender como ao imaginar uma pessoa empurrando uma geladeira, como mostrado na Figura 4 abaixo. Quando empurramos uma geladeira, que inicialmente está em repouso, com uma força externa aplicada Fapp e ela começa a se mover, tanto o atrito estático quanto o cinético empurram o objeto de volta em momentos distintos.
Figura 4. Forças horizontais agindo sobre uma geladeira sendo empurrada com uma força aplicada crescente Fapp.

Atrito estático

Inicialmente, o atrito estático Ff,s impede a geladeira da Figura 4 de se mover. Entretanto, à medida que continuamos aplicando cada vez mais força Fapp, a geladeira começa a deslizar. Isso acontece porque o atrito estático tem um valor máximo que pode ser atingido antes que um objeto comece a deslizar. Enquanto |Fapp||Ff,smax|, a geladeira permanece em repouso. Isso é descrito pela equação abaixo:
|Ff,s|μs|FN|

Atrito cinético

Uma vez que um objeto começa a deslizar, o atrito cinético Ff,k age com uma quantidade constante para resistir ao movimento:
|Ff,k|=μk|FN|

Erros comuns e conceitos equivocados

As pessoas geralmente confundem o coeficiente de atrito μ com a força de atrito Ff. O coeficiente de atrito é um número que descreve as interações entre as superfícies; ele não é uma força. Para calcular a força de atrito, μ precisa ser multiplicado pela força normal que atua sobre o objeto.

Saiba mais

Para explicações mais detalhadas sobre atrito, assista ao nosso vídeo que compara o atrito estático ao cinético.
Para testar seus conhecimentos e dominar esses conceitos, veja o exercício sobre atrito.

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