Em um laboratório que conduz experiências sobre atrito, um bloco de repousa sobre uma mesa de superfície horizontal rugosa, que é puxada por um fio horizontal. A força de puxar cresce lentamente até o bloco começar a se mover e continua a aumentar depois disso. A Figura mostra um gráfico da força de atrito que atua sobre esse bloco em função da força de puxar. a) Identifique as regiões do gráfico em que ocorrem o atrito estático e o atrito cinético. b) Ache os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a mesa. c) Por que o gráfico se inclina de baixo para cima na primeira parte, mas depois se nivela? d) Como seria o gráfico, se um tijolo de fosse colocado sobre o bloco e quais seriam os coeficientes de atrito nesse caso?

a) Para determinar as regiões de atrito cinético e estático do gráfico , temos que entender que o bloco inicialmente está em repouso e depois começa a se mover com uma força de tração crescente . Enquanto o bloco está em repouso, não temos nenhum atrito (). Depois que essa força passa a crescer lentamente, um atrito estático é produzido . Isso pode ser visto na primeira parte do gráfico:

Depois, essa força de atrito atinge um valor máximo e a caixa fica prestes a se mover. Em seguida, o bloco começa a deslizar com uma velocidade escalar constante e passa a ter um atrito cinético :

b) Agora vamos achar os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a mesa. Pra isso,

O valor máximo da força de atrito estático é . Do gráfico, temos que isso ocorre em , então usando a fórmula do atrito estático vista no passo , temos:

E substituindo os dados, obtemos:

Da mesma forma, para o atrito cinético, temos:

E pelo gráfico, temos que:

Que é o valor constante que o atrito assume quando o bloco começa a deslizar. Assim, temos o coeficiente de atrito cinético na forma:

E substituindo os valores, obtemos:

c) Como vimos, o gráfico tem uma inclinação na primeira parte, de até , que corresponde a força de atrito estático. Só que em um dado ponto, a força de tração supera a força de atrito e o bloco deixa de estar em equilíbrio para entrar em movimento.

Então, a força supera a máxima força de atrito . Só que quando o deslizamento começa, a força de atrito normalmente diminui, porque manter o bloco deslizando é mais fácil do que produzir o início do movimento e o bloco passa a ter um valor de tração constante. Por isso o gráfico se nivela depois.

d) Se um tijolo de fosse colocado sobre esse bloco, nós teríamos um aumento da força normal de superfície , que seria o dobro do que tínhamos anteriormente.

Sendo assim, tanto o atrito cinético quando o estático dobrariam de valor e os valores de no eixo vertical dobrariam, mas a forma do gráfico permaneceria inalterada, porque os coeficientes de atrito são independentes da força normal.

Valeu, galera! Até a próxima! 😉