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Força de Atrito, Notas de estudo de Engenharia de Alimentos

O atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato mecânico com outro.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 15/07/2010

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS, SAÚDE E TECNOLOGIA – CCSST
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
NATHIANY ALBURQUERQUE LUCENA
SILENE MARIA ALVES BARROS
RAFAEL VILARINS SILVA
Este experimento tem por finalidade primordial estudar o movimento de corpos em contato
sob a ação de uma força, força essa que atua dobre o conjunto, provocando o
deslizamento de um corpo sobre a superfície do outro. Neste caso, a superfície de apoio
exerce uma força de reação devido ao atrito entre os mesmos. Esta força de reação é a
então chamada força de atrito, a qual será o assunto relatado neste, identificando sua
forma de atuação no movimento, bem como os tipos de forças que atuam sobre o conjunto
como um todo. Ainda, usaremos de dados obtidos na realização experimental para
elaboração gráfica, e de equações físicas e matemáticas tais como, equação da força e da
reta, para através de métodos relativos entre ambas, permitir a determinação do
coeficiente de atrito para o movimento.
1.
2. Introdução
Em física, o atrito é uma força
natural que atua apenas quando um
objeto está em contato mecânico
com outro. Para existir a força de
atrito deve haver movimentos
relativos entre os corpos em
contato, ou pelo menos a tendência
de um se mover em relação ao outro
graças à ação de outra(s) força(s)
externa(s) a ele(s) aplicado. A força
de atrito f é sempre paralela às
superfícies em interação e é
causada pela oposição que a
superfície de um dos corpos opõe
ao movimento relativo do outro. As
“leis de forças” para o atrito são leis
empíricas, formuladas por Amontons
e Coulomb no século XVII. O
fenômeno é extremamente
complicado e depende fortemente
do estado das superfícies em
contato: grau de polimento,
oxidação, presença ou não de
camadas fluidas (água ou
lubrificantes) e de contaminantes.
Foi verificado experimentalmente
que em muitos casos a força de
atrito é proporcional à força normal
N que é a força de contato que
pressiona perpendicularmente um
corpo contra o outro. Apesar de
sempre paralelo às superfícies em
interação, o atrito entre estas
depende da
força normal entre o objeto e a
mesma; quanto maior for a força
normal maior será o atrito. A
constante de proporcionalidade é
conhecida como coeficiente de atrito
μ. Desta feita, f = μ N. Vale ressaltar
também que a energia dissipada
pelo atrito (sempre de forma
irreversível) é completamente
convertida em energia térmica que
leva ao aumento da temperatura dos
corpos que nele estão envolvidos.
3. Objetivo
O desenvolvimento das
atividades experimentais deste tem
como objetivo primeiro à análise de
movimento acelerado no contato de
corpos que se deslocam sob ação
de uma força quando existe uma
interação de contato entre os
mesmos, que é a chamada força de
atrito. São ainda objetivos do
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA

CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS, SAÚDE E TECNOLOGIA – CCSST

CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

NATHIANY ALBURQUERQUE LUCENA

SILENE MARIA ALVES BARROS

RAFAEL VILARINS SILVA

Este experimento tem por finalidade primordial estudar o movimento de corpos em contato sob a ação de uma força, força essa que atua dobre o conjunto, provocando o deslizamento de um corpo sobre a superfície do outro. Neste caso, a superfície de apoio exerce uma força de reação devido ao atrito entre os mesmos. Esta força de reação é a então chamada força de atrito, a qual será o assunto relatado neste, identificando sua forma de atuação no movimento, bem como os tipos de forças que atuam sobre o conjunto como um todo. Ainda, usaremos de dados obtidos na realização experimental para elaboração gráfica, e de equações físicas e matemáticas tais como, equação da força e da reta, para através de métodos relativos entre ambas, permitir a determinação do coeficiente de atrito para o movimento.

  1. (^) Introdução

Em física, o atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato mecânico com outro. Para existir a força de atrito deve haver movimentos relativos entre os corpos em contato, ou pelo menos a tendência de um se mover em relação ao outro graças à ação de outra(s) força(s) externa(s) a ele(s) aplicado. A força de atrito f é sempre paralela às superfícies em interação e é causada pela oposição que a superfície de um dos corpos opõe ao movimento relativo do outro. As “leis de forças” para o atrito são leis empíricas, formuladas por Amontons e Coulomb no século XVII. O fenômeno é extremamente complicado e depende fortemente do estado das superfícies em contato: grau de polimento, oxidação, presença ou não de camadas fluidas (água ou lubrificantes) e de contaminantes. Foi verificado experimentalmente que em muitos casos a força de

atrito é proporcional à força normal N que é a força de contato que pressiona perpendicularmente um corpo contra o outro. Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas depende da força normal entre o objeto e a mesma; quanto maior for a força normal maior será o atrito. A constante de proporcionalidade é conhecida como coeficiente de atrito μ. Desta feita, f = μ N. Vale ressaltar também que a energia dissipada pelo atrito (sempre de forma irreversível) é completamente convertida em energia térmica que leva ao aumento da temperatura dos corpos que nele estão envolvidos.

  1. Objetivo O desenvolvimento das atividades experimentais deste tem como objetivo primeiro à análise de movimento acelerado no contato de corpos que se deslocam sob ação de uma força quando existe uma interação de contato entre os mesmos, que é a chamada força de atrito. São ainda objetivos do

experimento, provar que f = μ N= μ mg, definindo quais são as forças que atuam sobre o sistema, com posterior determinação das variáveis e constantes da equação de f , relacionando-as com as variáveis constantes de uma equação de reta e permitir a elaboração gráfica, por meio da qual seja possível determinar o coeficiente de atrito, utilizando, para isso, regressão linear.

  1. Material Utilizado
    • Dinamômetro
    • Corpo de prova (bloco de madeira com superfície emborrachada)
    • Cilindros de metal de massas variadas
    • Superfície horizontal
    • Balança
  2. Procedimento

i) Com o auxílio da balança foi realizada a medição do corpo de prova (bloco de madeira) e dos cilindros de metal. ii) Colocando o corpo de prova sobre uma mesa horizontal ligamos o dinamômetro ao mesmo

iii) Puxamos o corpo, na horizontal, até o instante antes que ele se mova. iv) Medimos a força exercida sobre o corpo (leitura no dinamômetro) neste instante. (caso haja dúvida quanto aos resultados obtidos, repita o procedimento para

aumentar a precisão da medida). v) Repetimos os procedimentos acima colocando o cilindro de menor massa sobre o corpo de prova, e posteriormente realizando- os com a adição do conjunto de cilindros, um a um, de forma a obter vários valores de força e massa, conforme realizadas as medições.

  1. Resultados e Discussões

Após a realização dos procedimentos experimentais, por intermédio dos dados obtidos e a aplicação dos mesmos obtemos os resultados necessários para o cumprimento dos objetivos esperados. Eis a discussão metodológica do experimento: Geralmente, quando empurramos (ou puxamos) um objeto, ele não entra em movimento. Isso ocorre porque também passa a atuar sobre ele uma outra força. Esta força, que aparece toda vez que um corpo tende a entrar em movimento é chamada força de atrito. O esquema abaixo mostra o modo como a força de atrito age no conjunto.

As forças que atuam sobre um corpo são: a força peso exercida pela Terra, a força de sustentação exercida pelo plano ou força normal e a força de atrito exercida pelo contato entre o plano e o corpo. A força normal (N) surge sempre que um corpo é apoiado sobre uma superfície. Ela equilibra a força peso aplicada sobre um corpo e é sempre perpendicular às superfícies em

, esse é o coeficiente angular. Agora dividimos pelo valor da aceleração da gravidade, e teremos o valor do coeficiente de atrito.

F 0 E 0 μ = F 0 E 0 Considerando a margem de erro dos instrumentos utilizados para fazer as medidas, então podemos dizer que.

  1. Conclusão

De acordo com os nossos cálculos, o coeficiente de atrito do bloco de madeira utilizado é 0,3. De acordo com pesquisas feitas, verificamos que o coeficiente de atrito da madeira varia de acordo com a superfície que ela está em contato.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica. 5ª edição. São Paulo: Edigard Blücher, 2002.

Robert Resnick, David Halliday e Kenneth S. Krane: Física 1. 5ª edição. Editora LTC, 20