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Relatório de aula prática de física experimental I
Tipologia: Notas de aula
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Antes de Newton formular suas leis da mecânica, pensava-se que era necessária alguma influência ou “força” para manter um corpo em movimento com velocidade constante. Julgava-se que um corpo em repouso estivesse em seu “estado natural”. De forma análoga, para que o corpo se movesse com velocidade constante, seria necessário que, de alguma forma, fosse impulsionado, caso contrário, ele pararia “naturalmente” (HALLIDAY, 2005). A primeira lei newtoniana afirma que:
“Considere um corpo sobre o qual não atue força resultante alguma. Se o corpo está em repouso, ele permanece em repouso. Se o corpo está em movimento com velocidade constante, ele permanecerá assim indefinidamente.” (HALLIDAY, 2005).
A primeira lei de Newton também é conhecida como lei da inércia e os referenciais que ela define são chamados referenciais inerciais (HALLIDAY, 2005). Em estudo à lei da inércia, Newton deduziu sua segunda lei, A segunda lei de Newton, também chamada de Principio fundamental da Dinâmica. Um corpo em repouso necessita da aplicação de uma força para que possa se movimentar, e para que um corpo em movimento pare é necessária a aplicação de uma força. Um corpo adquire velocidade e
sentido de acordo com a intensidade da aplicação da força. Ou seja, quanto maior for a força maior será a aceleração adquirida pelo corpo (WIKIPÉDIA, 2010). A força motriz é uma grandeza vetorial gerada a partir da razão da massa de um corpo pela aceleração exercida sobre ele. Baseando-se nisto, surge a seguinte equação:
Se deslizarmos ou tentarmos deslizar um corpo sobre uma superfície, o movimento será dificultado pelo contato entre o corpo e a superfície (HALLIDAY, 2005). Esta força ƒ que atua no sentido contrário ao movimento e paralela a superfície é denominada força de atrito definida pela equação:
Em alguns casos, por simplicidade, admitimos que esta força é desprezível, ou seja, dizemos que a superfície é sem atrito. Quando um corpo está em repouso ( ), sobre ele atua uma força de atrito ƒ (^) e denominada força de atrito estático. Esta, por sua vez, evita com que forças, no sentido oposto, e inferiores a ela venham tirar o corpo de seu repouso. Em contra partida, quando um corpo já está em movimento uniforme, também existe uma força de atrito ƒ (^) c atuando sobre ele, esta é denominada força de atrito cinético. Quando um corpo atinge a aceleração igual a zero (), esta força possui a função de “frear” o corpo, até que sua
velocidade seja nula, assim retornando ao seu “estado natural”. De acordo com o gráfico 1, a força de atrito estático é sempre maior que a força de atrito cinético, isso condiz que para retirar o corpo de um repouso, sua força motriz deve ser maior que a força exercida ao mesmo corpo quando ele está em movimento. Junto a estas duas forças de atrito, acompanha o coeficiente de atrito (μ). Este, por sua vez, é um valor que determina o contato entre o corpo de prova e a superfície, dependendo do material de que seja feito, tanto a superfície, quanto o corpo, este coeficiente pode variar.
O objetivo do processo experimental era determinar o coeficiente de atrito do corpo de prova, onde o mesmo era um cubo, de material madeirado, onde
apenas uma de suas faces era revestida por uma borracha tipo PVC. Antes de iniciar, os equipamentos foram preparados para tal experimento, os dinamômetros foram calibrados, para determinar o peso. Após isto, um raciocínio físico e matemático foi desenvolvido para a obtenção do coeficiente de atrito, com o auxilio do Plano inclinado. A obtenção do ângulo de inclinação deu-se quando o valor de supera a força de atrito e o bloco cai em no sentido da rampa. Quando isso acontece, quer dizer que o ângulo limite da força de atrito é aquele e deve ser armazenado. O raciocínio para determinação do coeficiente de atrito (μ) foi o seguinte (Veja a figura 1 para auxílio da compreensão):
No processo de obtenção do Peso do corpo de prova, foram feitas 8 (oito) medidas, o Peso médio do equivale à (N). Para obtenção do coeficiente de atrito, obtivemos 6 (seis) medidas de ângulos, através desses ângulos obtivemos os 6 dados de coeficientes de atrito, onde a média desse conjunto equivale a.
