A maioria dos objetos não é tão suave quanto você pensa. No nível microscópico, mesmo superfícies aparentemente lisas são realmente uma paisagem de pequenas colinas e vales, pequenas demais para serem vistas, mas fazendo uma enorme diferença quando se trata de calcular o movimento relativo entre duas superfícies de contato.

Essas pequenas imperfeições nas superfícies se entrelaçam, dando origem à força de atrito, que age na direção oposta a qualquer movimento e deve ser calculada para determinar a força líquida no objeto.

Existem alguns tipos diferentes de atrito, mas atrito cinético
é também conhecido como atrito deslizante
, enquanto atrito estático
afeta o objeto antes de começar a se mover e atrito rolante
refere-se especificamente a objetos rolantes, como rodas.

Aprendendo o que significa o atrito cinético, como encontrar o coeficiente de atrito apropriado e como calculá-lo, informa tudo o que você precisa saber para lidar com os problemas físicos que envolvem a força do atrito. atrito.
Definição de Kinetic F ricção

A definição de fricção cinética mais direta é: a resistência ao movimento causada pelo contato entre uma superfície e o objeto que se move contra ela. A força do atrito cinético age para se opor ao movimento do objeto; portanto, se você empurrar algo para frente, o atrito o empurra para trás.

A força da ficção cinética se aplica apenas a um objeto que está se movendo (daí “cinético”) e também é conhecido como atrito deslizante. Essa é a força que se opõe ao movimento deslizante (empurrando uma caixa pelas tábuas do piso) e existem coeficientes de atrito específicos para este e outros tipos de atrito (como atrito por rolamento). outro tipo principal de atrito entre sólidos é o atrito estático, e essa é a resistência ao movimento causada pelo atrito entre um objeto imóvel e uma superfície. O coeficiente de atrito estático é geralmente maior que o coeficiente de atrito cinético, indicando que a força de atrito é mais fraca para objetos que já estão em movimento.
Equação de atrito cinético

A força de atrito é melhor definida usando uma equação. A força de atrito depende do coeficiente de atrito para o tipo de atrito em consideração e da magnitude da força normal que a superfície exerce sobre o objeto. Para atrito deslizante, a força de atrito é dada por:
F_k \u003d μ_k F_n

Onde F
_{k é a força do atrito cinético, μ
k é o coeficiente de atrito deslizante (ou atrito cinético) e F
n é a força normal, igual ao peso do objeto, se o problema envolver uma superfície horizontal e nenhuma outra força vertical estiver atuando (ou seja, , F
n \u003d mg
, onde m
é a massa do objeto e g
é a aceleração devido à gravidade). Como o atrito é uma força, a unidade da força de atrito é o newton (N). O coeficiente de atrito cinético é sem unidade.}

A equação de atrito estático é basicamente a mesma, exceto que o coeficiente de atrito deslizante é substituído pelo coeficiente de atrito estático ( μ
_{s). Isso é realmente melhor considerado como um valor máximo, porque aumenta até um certo ponto e, se você aplicar mais força ao objeto, ele começará a se mover:
F_s \\ leq μ_s Cálculos com atrito cinético}

O trabalho da força de atrito cinético é direto em uma superfície horizontal, mas um pouco mais difícil em uma superfície inclinada. Por exemplo, pegue um bloco de vidro com uma massa de m
\u003d 2 kg, sendo empurrado através de uma superfície de vidro horizontal, 𝜇
_{k \u003d 0.4. Você pode calcular facilmente a força de atrito cinético usando a relação F
n \u003d mg
e observando que g
\u003d 9,81 m /s ^{2:
\\ begin {alinhado} F_k &\u003d μ_k F_n \\\\ &\u003d μ_k mg \\\\ &\u003d 0,4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 \\\\ &\u003d 7.85 \\; \\ text {N} \\ end {alinhado}}}

Agora imagine a mesma situação, exceto que a superfície está inclinada em 20 graus em relação à horizontal. A força normal depende do componente do peso
do objeto direcionado perpendicularmente à superfície, que é dado por mg
cos ( θ
), onde < em> θ
é o ângulo da inclinação. Observe que mg
sin ( θ
) indica a força da gravidade, puxando-a pela inclinação.

Com o bloco em movimento, isso fornece:
\\ começar {alinhado} F_k &\u003d μ_k F_n \\\\ &\u003d μ_k mg \\; \\ cos (θ) \\\\ &\u003d 0,4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 × \\ cos (20 °) \\\\ &\u003d 7,37 \\; \\ text {N } \\ end {alinhado}

Você também pode calcular o coeficiente de atrito estático com um experimento simples. Imagine que você está tentando começar a empurrar ou puxar um bloco de madeira de 5 kg no concreto. Se você registrar a força aplicada no momento exato em que a caixa começa a se mover, é possível reorganizar a equação de atrito estático para encontrar o coeficiente de atrito apropriado para madeira e pedra. Se for necessário 30 N de força para mover o bloco, o máximo para F
_{s \u003d 30 N, então:
F_s \u003d μ_s F_n}

Reorganiza para:
\\ begin {alinhado} μ_s &\u003d \\ frac {F_s} {F_n} \\\\ &\u003d \\ frac {F_s} {mg} \\\\ &\u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {5 \\; \\ texto {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2} \\\\ &\u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {49,05 \\; \\ text {N}} \\\\ &\u003d 0,61 \\ fim {alinhado}

Portanto, o coeficiente é de cerca de 0,61.