O que é atrito estático?
O atrito estático é uma força que resiste ao movimento de dois objetos um contra o outro quando os objetos estão inicialmente em repouso. Um exemplo simples é um bloco de madeira sentado em uma rampa - uma força precisa ser aplicada para fazer o bloco deslizar pela rampa. Outro termo, o atrito cinético, aplica -se à força que se opõe a objetos que já estão se movendo um contra o outro. A força dessas forças pode ser calculada e é conhecida como coeficiente de atrito. Em situações da vida real, o coeficiente de atrito estático é quase sempre considerado maior que o cinético, mas em experimentos cuidadosamente controlados, onde as superfícies dos objetos foram completamente limpas, os dois geralmente são a mesma. Depois de um certo ponto, no entanto, o objeto começará a se mover e, neste momento, a força de atrito wVou cair, de modo que menos força é necessária para manter o objeto em movimento. Por exemplo, a força de atrito pode corresponder à força aplicada até 50 Newtons - a força é medida em Newtons (n) - mas, posteriormente, pode cair para 40 N. Portanto, é necessária uma força de pouco mais de 50 n para mover o objeto, mas, posteriormente, pouco mais de 40 N será suficiente.
Calculando o coeficiente
Os coeficientes de atrito estático podem ser calculados para qualquer material ou par de materiais sólidos. Um valor de coeficiente pode, portanto, se aplicar à madeira em madeira, aço em aço ou aço na madeira. Uma maneira de calcular o valor de um par de materiais é colocar um bloco de um material em uma rampa feita da outra - para um único material, o bloco e a rampa seriam feitos da mesma substância. A inclinação na rampa aumenta gradualmente, até que o bloco deslize para baixo. O ângulo em que isso acontece pode ser nósed para calcular o coeficiente de atrito estático. O coeficiente, quando usado em fórmulas e equações, recebe o símbolo μ - a letra grega mu. Um subscrito é geralmente empregado para distinguir os dois: μ s indica atrito estático, enquanto μ k significa atrito cinético. Por exemplo, o μ s para aço no aço é de 0,74, enquanto o μ K para este material é de 0,57. Esses valores são para situações típicas da vida real e podem variar um pouco, dependendo das circunstâncias. Como o valor de μ
fatores que afetam o atrito
Vários fatores contribuem para o atrito estático, mas geralmente o mais importante é a rugosidade das superfícies. Mesmo quando suavizado, diferenteOs materiais variam em termos dos detalhes de suas superfícies. Em termos práticos, nenhuma superfície é completamente suave, mas alguns terão irregularidades maiores que outras. A diferença é óbvia, em alguns casos: por exemplo, uma folha de seda tem uma textura muito suave que cria menos atrito, enquanto uma estrada de asfalto seca é grosseira, gerando mais resistência ao movimento. Outros fatores incluem atração eletrostática e os tipos de ligações químicas fracas que podem se formar entre as superfícies.
Exemplos
Muitas pessoas estão familiarizadas com o atrito estático, pois o encontram quase diariamente; Por exemplo, está no trabalho quando alguém desliza um livro através de uma mesa. Inicialmente, uma pequena quantidade de força precisa ser exercida para que o livro se mova, mas uma vez que ele está se movendo, o atrito cinético entra em jogo e menos esforço será necessário para movê -lo. A quantidade de força necessária pode variar de acordo com as circunstâncias. Por exemplo, se um livro tiver uma capa de biblioteca e ficou úmido, oO livro molhado exigirá mais força para se mover, enquanto um livro de brochura novo pode deslizar com muita facilidade através de uma mesa de madeira seca com uma superfície envernizada.
Tabelas de coeficientes de atrito estático e cinético estão disponíveis para muitos materiais e combinações comuns. Um valor mais alto indica maior atrito, de modo que mais força precisa ser aplicada para causar movimento. Por exemplo, o μ s para alumínio no alumínio é de 1,05 - 1,35, o que é muito alto, enquanto o valor do politetrafluoroetileno (PTFE) no PTFE é de 0,04, o que é extremamente baixo e o torna muito escorregadio. É difícil empurrar um carro parado em movimento por causa do atrito intencional entre os pneus e o chão; Isso permite ao motorista mais controle e torna o carro menos propenso a derrotar.
Cálculo da distância de frenagem
Um exemplo da aplicação de atrito estático é o cálculo da distância de ruptura de um carro a uma determinada velocidade e em condições particulares. Em circunstâncias normaisNCES, quando os pneus estão ligando a estrada, estática, em vez de cinética, se aplica. O μ s para um pneu seco em uma estrada seco é de cerca de 1,00, enquanto o valor para um pneu molhado em uma estrada úmida é de apenas 0,2 - isso significa que a distância de ruptura será cinco vezes maior em condições úmidas. Em condições secas, um carro que viaja a 31 quilômetros por hora (50 km / h) tem uma distância de frenagem de 10 metros, enquanto que em condições úmidas, a distância de frenagem seria de 50 metros. Quando os pneus estão deslizando, em vez de rolar, ao longo da superfície - como pode ser o caso em condições geladas - é um atrito cinético que é importante.