Deslizando

O atrito seco depende das propriedades da superfície e da força que pressiona as superfícies conjuntamente, mas não da área de contato.

Projetar experimentos que permitam estudar diferentes fatores separadamente.

Se os alunos não tiverem réguas para medir a inclinação, pode-se usar um pedaço de papel preso a outro livro para marcar a altura em que um objeto começa a deslizar.

Coloque um objeto sobre um livro ou qualquer outro objeto firme de superfície plana. Então, lentamente levante uma borda do livro e meça com uma régua a partir de que ponto (o declive) os objetos começam a deslizar. Teste objetos diferentes em diferentes superfícies.

1. O que impede que os objetos deslizem imediatamente quando há uma pequena inclinação?

2. O que determina a força de atrito? Você consegue demonstrar isso com uma experiência?

Como você pode testar se as propriedades da superfície influenciam o atrito?
› Comparando os dois lados de um objeto com a mesma área, mas feitos de materiais diferentes. Alternativamente pode-se mudar uma superfície aplicando fita adesiva.

Como você prova a influência da área de contato?
› Comparando os dois lados de um objeto com propriedades de superfície idênticas, mas dimensões diferentes.

O atrito depende da área de contato?
› Não. Se a força é distribuída por uma área maior ou menor, não faz diferença para a força total que pressiona as superfícies conjuntamente.

A massa do objeto e, portanto, o peso fazem alguma diferença?
› Não neste experimento. Se empilharmos dois objetos, eles vão começar a deslizar no mesmo ângulo como um único objeto.

Então, isso significa que a força que pressiona as duas superfícies juntas não importa?
› Não. Quando o objeto é empurrado contra o livro, por exemplo com um dedo, ele desliza em um ângulo maior, ou até mesmo resiste.

A força de atrito seco depende das propriedades da superfície e da força normal que pressiona essas superfícies em conjunto. A área de contato, por outro lado, não tem nenhuma influência sobre o atrito (primeira lei de Amonton).

Curiosamente, a massa m não tem nenhuma influência sobre o ângulo no qual um objeto começa a deslizar. Esse ângulo é alcançado quando a força que aponta para baixo da inclinação é maior do que a força de atrito:

F_descendente ≥ F_atrito
m g sin(α) ≥ µ m g cos(α)

O mais importante dessa atividade simples é que os alunos aprendam a analisar diferentes fatores de forma independente. Para chegar a uma conclusão significativa, eles têm que encontrar maneiras de variar apenas um parâmetro por vez, mantendo todos os outros constantes.