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    Como calcular a força de fricção

    As superfícies exercem uma força de fricção que resiste a movimentos deslizantes, e você precisa calcular o tamanho dessa força como parte de muitos problemas de física. A quantidade de atrito depende principalmente da "força normal", que as superfícies exercem sobre os objetos sobre eles, bem como das características da superfície específica que você está considerando. Para a maioria dos propósitos, você pode usar a fórmula F
    \u003d μN
    para calcular o atrito, com N
    representando a força "normal" e " μ
    ”incorporando as características da superfície.

    TL; DR (muito longo; não leu)

    Calcule a força de atrito usando a fórmula:

    < em> F

    \u003d μN

    Onde N
    é a força normal e μ

    é o coeficiente de atrito para seus materiais e se eles estão estacionários ou em movimento. A força normal é igual ao peso do objeto, portanto, isso também pode ser escrito:

    F

    \u003d μmg

    Onde m
    é a massa do objeto e g
    é a aceleração devido à gravidade. A fricção atua para se opor ao movimento do objeto.
    O que é fricção?

    A fricção descreve a força entre duas superfícies quando você tenta mover uma pela outra. A força resiste ao movimento e, na maioria dos casos, age na direção oposta ao movimento. No nível molecular, quando você pressiona duas superfícies juntas, pequenas imperfeições em cada superfície podem se interligar, e pode haver forças atraentes entre as moléculas de um material e o outro. Esses fatores dificultam a passagem deles. Você não trabalha nesse nível quando calcula a força do atrito. Para situações cotidianas, os físicos agrupam todos esses fatores no "coeficiente" μ

    .
    Cálculo da força de atrito

    1. Encontre o normal Força

      A força "normal" descreve a força em que a superfície em que um objeto está apoiado (ou pressionado) exerce sobre ele. Para um objeto imóvel em uma superfície plana, a força deve se opor exatamente à força devido à gravidade, caso contrário, o objeto se moveria, de acordo com as leis do movimento de Newton. A força "normal" ( N
      ) é o nome da força que faz isso.

      Ela sempre age perpendicular à superfície. Isso significa que em uma superfície inclinada, a força normal ainda apontaria diretamente para longe da superfície, enquanto a força da gravidade apontaria diretamente para baixo.

      A força normal pode ser simplesmente descrita na maioria dos casos por:

      N

      \u003d mg

      Aqui, m
      representa a massa do objeto e g
      representa a aceleração devida à gravidade, que é de 9,8 metros por segundo por segundo (m /s 2), ou redes por quilograma (N /kg). Isso simplesmente corresponde ao "peso" do objeto.

      Para superfícies inclinadas, a força da força normal é reduzida quanto mais a superfície é inclinada, de modo que a fórmula se torna:

      N

      \u003d mg
      cos ( θ)


      Com θ, você está representando o ângulo em que a superfície está inclinada.

      Para um exemplo simples de cálculo, considere uma superfície plana com um bloco de 2 kg de madeira sobre ela. A força normal apontaria diretamente para cima (para suportar o peso do bloco) e você calcularia:

      N

      \u003d 2 kg × 9,8 N /kg \u003d 19.6 N

    2. Encontre o coeficiente certo

      O coeficiente depende do objeto e da situação específica em que você está trabalhando. Se o objeto ainda não estiver se movendo pela superfície, use o coeficiente de atrito estático μ

      estático, mas se estiver em movimento, use o coeficiente de atrito deslizante < em> μ
      slide.

      Geralmente, o coeficiente de atrito deslizante é menor que o coeficiente de atrito estático. Em outras palavras, é mais fácil deslizar algo que já está deslizando do que deslizar algo que está parado.

      Os materiais que você está considerando também afetam o coeficiente. Por exemplo, se o bloco de madeira anterior estivesse em uma superfície de tijolo, o coeficiente seria 0,6, mas para madeira limpa, pode estar em qualquer lugar de 0,25 a 0,5. Para gelo sobre gelo, o coeficiente estático é 0,1. Novamente, o coeficiente de deslizamento reduz isso ainda mais, para 0,03 para gelo no gelo e 0,2 para madeira na madeira. Procure-os na superfície usando uma tabela on-line (consulte Recursos).

    3. Calcular a força de atrito

      A fórmula da força de atrito afirma:

      F

      \u003d μN

      Por exemplo, considere um bloco de madeira com 2 kg de massa em uma mesa de madeira, sendo empurrado do estacionário. Nesse caso, você usa o coeficiente estático, com μ
      static \u003d 0,25 a 0,5 para madeira. Tomando μ
      static \u003d 0,5 para maximizar o efeito potencial do atrito, e lembrando-se dos N

      \u003d 19,6 N anteriores, a força é:

      F

      \u003d 0,5 × 19,6 N \u003d 9,8 N

      Lembre-se de que o atrito fornece força apenas para resistir ao movimento; portanto, se você começar a pressioná-lo suavemente e conseguir mais firme, a força de atrito aumentará para um valor máximo, que é o que você acabou de calcular. Às vezes, os físicos escrevem F
      max para esclarecer esse ponto.

      Quando o bloco está em movimento, você usa μ

      slide \u003d 0.2, neste caso:

      F

      slide

      \u003d μ
      slide N

      \u003d 0,2 × 19,6 N \u003d 3,92 N

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