A força de atrito é uma grandeza física, presente entre corpos, quando estes estão em contato e um se move em relação ao outro. A força de atrito, também, aparece quando o corpo está se movimentando em um meio viscoso como, por exemplo, o ar.

A força de atrito atrapalha ou ajuda?

Bem, a força de atrito pode atrapalhar em algumas situações como, por exemplo, nas competições de natação.  Nesses casos, os nadadores depilam o corpo para diminuir o atrito com a água que os pelos produzem e, assim deslizarem mais facilmente.  A toca que é usada na cabeça durante a competição tem esse propósito.

Em contrapartida, a força de atrito ajuda a andarmos, pois, sem ela não conseguiríamos. Assim como os carros, sem o atrito as rodas deslizariam e não produziriam o movimento para se locomover. Há vários outros exemplos no dia a dia em que o atrito hora facilita e hora atrapalha.

A força de atrito se apresenta de duas formas: Força de atrito estático e força de atrito cinético

Força de atrito estático  

A força de atrito estático (f_ate) se manifesta, por exemplo, quando tentamos colocar em movimento um corpo sobre uma superfície através de uma força motora (F_M).

Força de atrito estático máximo

É fácil compreender a força de atrito estático máximo! Você já tentou alguma vez mover (arrastar), por exemplo, uma mesa pesada e tirá-la do lugar? Certamente, que sim! No começo podemos ter dificuldade colocando uma força paralela ao piso e, mesmo assim, a mesa não escorrega. Porém, se gradativamente aumentarmos essa força e de repente conseguirmos vencer a força de resistência (força de atrito) que estava nos impedindo de arrastar a mesa, a partir daí, ela começa a se movimentar. Notaremos que a força para mantê-la em movimento pode até diminuir, mas ela continuará, ainda assim, em movimento. Interessante, não é mesmo?

Quando isso acontece, dizemos que vencemos a força de atrito estático máximo, que é dado por: f_ate = µ_e.N . (mi) µ_e é denominado de coeficiente de atrito estático entre as superfícies.

A experiência nos mostra que quando vencemos a força de atrito estático máximo e passamos a arrastar o corpo, o atrito diminui e o coeficiente de atrito passa a se chamar coeficiente de atrito cinético ou dinâmico e possui um valor menor que o coeficiente de atrito estático. µ_c < µ_e

A figura abaixo ilustra a situação em que um bloco está sendo puxado por uma força motora F_M, onde entre as superfícies de contato aparece uma força de atrito estático (f_ate)_. Se a força motora (F_M) não consegue colocar o bloco em movimento é porque F_M = f_ate , e se aumentarmos a força motora e mesmo assim o bloco ficar em repouso é porque a força de atrito estático aumentou de mesmo valor que a força motora.

Quando a força motora atuando sobre o bloco faz com que o bloco fique na iminência de entrar em movimento, então neste momento a força de atrito estático é máxima e seu valor é dado por:   f_ate = µ_e.N , onde N é a força normal que pressiona o corpo sobre o piso.

A partir daí, qualquer força maior que a força de atrito estático máxima consegue colocar o bloco em movimento e a força de atrito cai para um valor menor, pois agora o atrito passa ser atrito cinético, em que o coeficiente de atrito cinético é menor que o coeficiente de atrito estático e que, também, é dado por:  f_atc = µ_c.N

Ao entrar em movimento se a força motora passar a ter o mesmo valor da força de atrito cinético, então FR= F_M – f_atc =0 e, portanto, o movimento terá velocidade constante. (1ª lei de Newton)

Porém se a força motora F_M > f_atc, então FR = F_M –  fatc ≠ 0 , terá aceleração.

Vejamos na tabela abaixo o coeficiente de atrito estático e cinético de alguns materiais.

Exercício Exemplo

Certa caixa está sendo arrastada sobre um solo e entre as superfícies de contato

os coeficientes de atrito estático e cinéticos são: µ_e = o,4 e µ_c = 0,2. A massa da caixa é de m= 8kg.

a) Se a força motora que arrasta a caixa for de 30N ela sairá do repouso?

b) Qual a força que o coloca na iminência de sair do repouso?

c) Uma vez saindo do repouso qual deve ser o valor da força para mantê-la em movimento uniforme?

d) E qual deve ser o valor da força motora para a caixa ter uma aceleração de a=0,5m/s² ?

Solução:

a) Bem, a força motora só consegue arrastar o bloco se ela for maior que a força máxima.

f_ate = µ_e.N  → f_ate = o,4.80N = 32 N, logo o bloco ficará em repouso, pois a força motora é menor que a força do atrito estático máximo.

b) É a força de atrito estático máximo f_ate = 32 N.

c) Ao sair do repouso a força de atrito é cinético e se a força motora for igual, pela 1ª lei de Newton a força resultante é zero e o movimento é uniforme.

d) F_M – F_atc=ma → F_M = Fatc + ma→ F_M = µ_c.N + ma → F_M = 0.2.80 + 8.05

F_M =16+4 = 20N

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