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Comparação entre atrito estático e cinético

Explore o intrigante conceito de atrito no nível atômico. Entenda por que o atrito estático pode ser maior que o atrito cinético e o papel das irregularidades da superfície e das ligações químicas temporárias. Versão original criada por Sal Khan.

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  • Avatar aqualine tree style do usuário Tereza Raquel  Santana
    Ser a força eletromagnética ocorre uma repulsão entre os átomos é as matérias nunca se tocam de verdade, como podemos sentir a textura da matéria se a tocamos?
    (3 votos)
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    • Avatar leaf blue style do usuário Luiz Portella
      Tereza, temos a sensação de tocar... e um corpo de fato transmite quantidade de movimento a outro, sem tocar, tanto que pode fraturar, cortar esmigalhar, sem que chegue a tocar! A pressão sentida nos dedos, se deve a nervos (sensores) na parte mais profunda da pele, que são impactados já que o tecido é mole (ductil). :)
      (5 votos)
  • Avatar leafers sapling style do usuário Beto Silva
    (Unicamp 2011) O sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier- Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é μe = 0,80 e o cinético vale μc = 0,60 . Sendo g = 10 m/s2 e a massa do carro m = 1200 kg , o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a

    a) 1200 N e 12000 N.
    b) 12000 N e 120 N.
    c) 20000 N e 15000 N.
    d) 9600 N e 7200 N.
    (4 votos)
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    • Avatar leafers ultimate style do usuário Caio Costa
      A resposta correta é a letra D. Como o coeficiente estático e o cinético são obtidos pela razão entre o módulo da força de atrito atuando no corpo e a normal que também atual no corpo, e considerando que a normal nesse caso é igual em módulo ao peso já que se está em uma superfície horizontal, é possível concluir que: μe = |Fatrito|/|Fnormal| => 0,8 * |Fnormal| = |Fatrito| => 0,8 * (1200Kg * 10 m/s^2) = |Fatrito| => |Fatrito| = 0,8 * 12000N => |Fatrito| = 9600N. Raciocínio análogo é aplicado ao μc, que resultará em uma força de atrito igual a 7200N
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Transcrição de vídeo

RKA13C Mencionei, em diversos vídeos atrás, que o coeficiente de atrito cinético tende a ser menor que o estático. Às vezes, ele será quase igual ao coeficiente de atrito estático, mas isso sempre despertou uma pergunta na minha mente: "Por que o coeficiente de atrito cinético é menor"? ou "Por que pode ser menor?". A melhor teoria atual ou a única que consigo pensar com base naquilo que já fiz é a da diferença entre... Vamos pensar em um exemplo comum. Talvez, tenhamos um bloco. E este é o caso estático. Vamos pensar sobre isso. Temos um bloco que está parado no topo de uma superfície. Vou mudar de cor. E, do outro lado, teremos um bloco que se move com uma velocidade constante em relação à mesma superfície. Espera aí, "velocidade constante". Pronto. O interessante aqui é que, considerando que estas massas sejam iguais e estejam em superfícies idênticas, por que o coeficiente de atrito estático deveria ser maior que o coeficiente de atrito cinético? Por que deve ser maior? Outra forma de pensar é: seria preciso aplicar mais força para superar o atrito estático, a fim de que o bloco acelere em relação à força necessária para que o corpo, já em movimento, acelere. Vamos pensar um pouco sobre isso. Vamos ampliar a imagem em um nível atômico. Quando ampliamos em um nível atômico, quase nada é totalmente liso. Veja na figura as moléculas que compõem a superfície. Temos uma imagem ampliada em nível atômico, nível inimaginavelmente pequeno. Estou tentando olhar para o que está acontecendo com as moléculas com as quais os blocos entram em contato. As moléculas do bloco podem ser vistas aqui, em lilás. Elas não são completamente lisas! Este vídeo também enfatiza que todas essas forças e todo o contato do qual estamos falando, o que é interessante do ponto de vista filosófico, nenhum deles está realmente em contato um com o outro. Só temos átomos que se repelem, porque a força eletromagnética de repulsão entre eles não permite que cheguem mais perto. Então, quando você empurra algo, são apenas elétrons na sua mão repelindo elétrons ou nuvens de elétrons na sua mão repelindo nuvens de elétrons de uma caneta, chave, caneca ou que quer que você esteja segurando, por exemplo. Eles se repelem e fazem com que um objeto vá na direção contrária. Nunca há um contato real! Se quiser fundir a sua mente, assista aos vídeos de química para entender isso... Se a nuvem de elétrons for relativamente grande, será grande se comparada ao tamanho do elétron ou do núcleo. É como se fossem vários espaços vazios repelindo muitos outros espaços vazios por meio da força eletromagnética. Enfim, estamos falando de atrito aqui. Se fôssemos realmente ampliar a região da superfície do bloco, quando esse está parado, a superfície não é lisa. Poderíamos imaginar que estas moléculas, quando estão paradas, podem se encaixar uma na outra, é como se deslizassem nos sulcos. Se você está tentando mover esse objeto, se está tentando acelerá-lo para a esquerda com uma força que tem que ser superada... Por exemplo, cada molécula tem um tipo de ruptura. Elas têm que se deslocar. Vários átomos ou várias moléculas têm que se romper ou se deslocar para baixo de um átomo. Não perceberíamos o deslocamento de um bloco ou do piso, não percebíamos pela largura de uma molécula ou pelo diâmetro de um átomo ou de uma molécula. Fundamentalmente, é o que precisa acontecer ou, então, você terá de rasgá-los completamente a fim de fazer com que o bloco se mova. Quando algo já está em movimento, pelo menos é como penso sobre isso, ele não tem a chance de se adequar a esses sucos. Espera aí, vou tentar desenhar aqui exatamente a mesma superfície que acabei de desenhar ali. Bom, isto era para ser igual ao que está ali... Quando o bloco está em movimento, as moléculas não estão mais nos sulcos. Tudo está se movendo, então é como se as moléculas deslizassem na parte superior. Agora, elas vão se parecer com isto aqui. Elas podem se deslocar um pouco e começar a deslizar. Você superou o atrito estático! Agora estão se movendo, não há chance de acomodá-las. É como se houvesse um tipo de rejeição na parte superior. As moléculas se movimentam, podendo saltar para os sucos, mas existe algum tipo de ligação química que se forma temporariamente entre os átomos, fazendo com que as moléculas se quebrem e se adéquem a fim de manterem um movimento. Se quisermos acelerar o bloco, teremos que manter essas ligações. Essa é a força de atrito que você está superando. Na imagem acima, temos as mesmas ligações. Não só temos as mesmas ligações, como temos que superar esses sulcos ou essas partículas que têm um tempo para se acomodarem a essas pequenas reentrâncias, as quais temos que superar mais ainda. Bem, aqui abordamos a intuição, e essa ainda é uma área de pesquisa, não é um assunto encerrado. É interessante pensar sobre o que acontece em um nível atômico. Enfim, essa intuição geral de por que o coeficiente de atrito estático é maior que o coeficiente de atrito cinético.