Mecânica - Coeficiente de atrito estático

Objetivo: Determinar o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies, com o uso de plano inclinado.

Materiais sugeridos: Uma tábua de madeira de 15 cm por 1m, aplainada (lixada) numa das faces e áspera (não lixada) na outra;

1 transferidor;

1 bloco de madeira de 5 cm x 5 cm x 10 cm;

1 folha de lixa para madeira;

1 borracha grande;

outros objetos com superfície plana (de plástico, de acrílico, de ferro, etc.), que possam ser apoiados sobre a tábua;

tesoura;

cola;

calculadora científica;

lápis e papel.

 

Procedimento: Recorte um pedaço de lixa de 5cm por 10 cm e cole numa das faces do bloco de madeira.

Com a tábua no chão, ou sobre uma superfície horizontal qualquer, coloque o bloco de madeira, com a face (de madeira) apoiada na face lixada da tábua. Vá inclinado a tábua lentamente até o bloco deslizar.

Diminua um pouco a inclinação da tábua, retorne o bloco de madeira na posição original se necessitar, e vá aumentando bem devagar a inclinação da tábua, dando umas leves batidas com o dedo sob a tábua, até perceber que o bloco dê novamente sinal de iniciar um deslocamento. Este procedimento facilita a descoberta do momento exato em que o bloco está na iminência de deslizar.

 

         Neste momento outra pessoa, com auxílio do transferidor, mede a inclinação da tábua em relação ao chão.

Anote na tabela, sugerida a seguir, os materiais em contato.

Procure repetir de três a quatro vezes o procedimento acima, para somente então anotar o valor médio do ângulo na tabela.

Face da tábua Face do corpo apoiado Ângulo de inclinação (em graus) Tangente do ângulo (me) lixada madeira     áspera madeira     lixada lixa     lixada borracha     etc etc

A seguir, refaça tudo, mas invertendo a face da tábua, de forma que a face não lixada, portanto áspera, fique para cima, e o bloco apoie sua face (de madeira) sobre esta face. Anote os materiais, conforme sugerido na tabela, e o valor médio do novo ângulo encontrado.

Faça várias combinações ( tábua lixada com a lixa colada numa das faces do bloco, tábua lixada com a borracha, etc.) e anote também na tabela.

Com os ângulos encontrados calcule a tangente de cada ângulo, com o uso da calculadora científica, e complete a tabela.

Os valores das tangentes são os coeficientes de atrito estático entre as superfícies consideradas.

Veja porque:

         A = P_t

         m_e .N = P_t

         m_e.P.cos a = P.sen a

         m_e = (sen a)/(cos a)

         m_e = tg a