Laboratório de Física Experimento 04 - Coeficiente de Atrito Disciplina: Laboratório de Física Experimental I Professor: Turma: Data: / /20 Alunos: 1: 2: 3: 4: 5:
1/10 04 - Coeficiente de Atrito 1.1. Objetivos Determinar o coeficiente de atrito estático entre um corpo de prova e a superfície de uma rampa, empregando um plano inclinado. 1.2. Material Plano inclinado (rampa) Kernting III - Cidepe (Figura 1-1-4); Dois corpos de prova, diferentes (Figura 1-5); Nível (Figura 1-6). Figura 1: (1) Plano Kernting; (2) transferidor do Plano; (3) parafuso de suporte para fixar a inclinação da rampa; (4) pés de nivelamento; (5) corpo de prova; (6) Nível. 2. Apresentação Neste experimento será determinado o coeficiente de atrito entre um bloco de madeira e uma superfície plana, empregando um experimento bem simples, muitas vezes descrito nos mais diversos textos de física. O experimento consiste em posicionar um bloco de madeira sobre uma superfície plana e, lentamente, incliná-la até que este atinja um ângulo crítico, onde qualquer aumento nesta inclinação fará o bloco deslizar pela superfície. O experimento consiste em encontrar este ângulo crítico, que pela 2 a Lei de Newton,
2/10 pode ser facilmente demonstrado como sendo dado pela expressão (5). 3. Experimento 3.1. Preparando o experimento Antes de iniciar as atividades, nivele a plataforma (1) do Plano Kernting com os procedimentos a seguir: Desça a rampa para a posição horizontal, inclinação de ; Posicione o nível (6) longitudinalmente sobre a plataforma (1) da rampa e ajuste suas pernas de borracha (4), até que esta fique nivelada; Posicione o nível (6) transversalmente à plataforma (1) da rampa e repita o nivelamento dos pés (4); Repita o processo até que o nivelamento esteja satisfatório. Limpe o corpo de prova e a plataforma da rampa com papel levemente umedecido 1. Durante o experimento, evite colocar as mãos sobre as superfícies do corpo e da rampa, para que a gordura de suas mãos não interfira no coeficiente de atrito. Não é necessário higienizar as superfícies com álcool. OBS: Não coloque a superfície do bloco com a espuma em contato com a rampa. Queremos determinar o coeficiente de atrito entre a madeira e a superfície da rampa. 3.2. Coeficiente de Atrito Estático Corpo 1 Para a realização das medidas, proceda como descrito abaixo: Coloque o corpo de prova sobre a plataforma, na posição, início da rampa; Posicione um segundo bloco sob a rampa, e empurre-o com velocidade baixa e constante até que o bloco sobre a rampa comece a deslizar; Repita o processo para reproduzir a medida do ângulo crítico ( ), completando as medidas da tabela a seguir; Caso alguma medida não esteja em conformidade com as demais, refaça-a. 1 Solicite ao professor ou estagiário presente o papel toalha, caso não esteja ao alcance.
3/10 Figura 2: Esquema experimental para obtenção do ângulo crítico Medida em em em em Tabela 1: Medidas dos ângulos críticos para o Corpo 1 3.2.1. Corpo 2 Repita o procedimento da seção anterior, para determinar o coeficiente de atrito entre um segundo corpo e a rampa, preenchendo a tabela a seguir: Medida em em em em Tabela 2: Medidas dos ângulos críticos para o Corpo 2
4/10 4. Resultados Para cada medida ( ), determinado para o corpo 1, da Tabela 1, determine os seus coeficientes de atritos por meio da expressão (5), preenchendo a Tabela 3, abaixo. Medida Tabela 3: Coeficiente de Atrito do Bloco 1 Em seguida calcule a média e o desvio médio para os coeficientes de atrito nas diferentes posições na rampa, preenchendo a tabela a seguir com os resultados. Média Truncado Tabela 4: Coeficientes de atrito para o bloco 1 Em seguida repita o processo anterior para o corpo 2, da Tabela 2, preenchendo as Tabelas 5 e 6. Medida Tabela 5: Coeficiente de Atrito do Bloco 2 Média Truncado Tabela 6: Coeficientes de atrito para o bloco 2
5/10 Monte em um mesmo gráfico os resultados dos coeficientes de atrito truncados vs posição na rampa incluindo a incerteza dos pontos, para os dois blocos, para comparar seus comportamentos.
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7/10 5. Experimento 04: Coeficiente de Atrito Professor: Turma: Data: / /20 Alunos: 1: 2: 3: 4: 5: 6. Dados Experimentais Copie os dados das tabelas anteriores nas tabelas abaixo: Medida em em em em Tabela 7: Medidas dos ângulos críticos para o Corpo 1 Medida em em em em Tabela 8: Medidas dos ângulos críticos para o Corpo 2 7. Equações e Expressões Relevantes Nesta seção são apresentados as expressões, equações e definições necessárias para o desenvolvimento do experimento. O Formulário aponta as equações e definições essenciais para o desenvolvimento das equações na Composição, enquanto que este último apresenta as expressões finais, geralmente, para a resolução do problema apresentado no experimento.
8/10 7.1. Formulário (1) Variação percentual do coeficiente de atrito do corpo 2 em relação ao do corpo 1 Força de atrito estática Força peso Segunda lei de Newton (2) (3) (4) 7.2. Composição Coeficiente de atrito estático (no plano inclinado) (5)