Força de atrito

Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento. Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. Veja o exemplo de um bloco sobre uma superfície na figura abaixo:

A força de atrito age em sentido contrário ao da força que causa o movimento do bloco

A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o movimento. Observe na figura abaixo as irregularidades que existem no contato entre o bloco e a superfície:

A força de atrito deve-se às rugosidades da superfície e do objeto

A força de atrito depende de dois fatores:

• Do tipo dos materiais que estão em contato: cada material tem suas características próprias. Quanto mais “lisos” ou “polidos” estiverem os objetos em contato, menor será a força de atrito. Essa propriedade é definida numericamente pelo coeficiente de atrito, que pode ser dinâmico ou estático, possuindo um valor diferente para cada material.

• Força normal: trata-se da reação normal à superfície sobre a qual o corpo está apoiado e depende do peso do objeto. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito.

Existem dois tipos de força de atrito: Força de atrito estático e Força de atrito dinâmico.

Força de atrito estático

Imagine que o bloco da figura acima esteja em repouso, mas deseja-se colocá-lo em movimento. Inicialmente se aplica uma força F, porém, ele continua em repouso, pois a força de atrito aumentará conforme se aumenta a intensidade da força F. Enquanto o bloco, mesmo sob a ação dessa força, continua em repouso, a força de atrito é denominada estática. Existe um determinado valor de F em que o bloco fica na iminência de movimento. Nesse ponto, a força de atrito é máxima e recebe o nome de força de atrito estático máxima. O movimento somente iniciará quando a força F for superior a essa força. A força de atrito estático é calculada com a equação:

F_atest = μ_est . N

Sendo:

• F_atest é a força de atrito estático;

• μ_est é o coeficiente de atrito estático;

• N é a Força Normal.

Força de atrito dinâmico

Quando o movimento iniciar-se, o objeto ficará sujeito à força de atrito dinâmico ou cinético, que somente atua se o corpo estiver movendo-se e no sentido contrário ao movimento do objeto. Agora a fórmula a ser utilizada é a seguinte:

F_atd = N . μ_d

Sendo:

• F_atd é a força de atrito dinâmico;

• μ_d é o coeficiente de atrito dinâmico;

• N é a Força Normal.

Os coeficientes de atrito estático e dinâmico são grandezas adimensionais, ou seja, não possuem unidade de medida e são representadas apenas pelo seu valor numérico.

Também é importante observar que o atrito dinâmico sempre será menor do que o atrito estático máximo. Isso se deve ao fato de que o coeficiente de atrito estático é maior que o coeficiente de atrito dinâmico:

μ_{est >} μ_d

Para colocar um objeto em movimento, é preciso fazer mais força do que para mantê-lo em movimento. Veja na tabela abaixo alguns valores de coeficientes de atrito dinâmico e cinético para alguns materiais:

Coeficientes de atrito estático e dinâmico para diferentes tipos de materiais

A importância da força de atrito

O atrito, muitas vezes, é visto como algo negativo. Que ver alguns exemplos? O atrito provoca desgaste em peças de máquinas, em solas de sapato; para vencer, o atrito os automóveis gastam mais combustível, entre outros. Porém, sem o atrito, seria impossível realizar algumas atividades essenciais, como andar ou colocar um automóvel em movimento. Entenda a razão:

• Uma pessoa, ao caminhar, empurra o chão para trás com os seus pés. Isso faz com que surja uma força atrito em sentido contrário, ou seja, o chão passa a exercer uma força sobre a pessoa, empurrando-a para frente. Se não houvesse o atrito, ocorreria algo de forma semelhante a quando se tenta andar sobre um chão muito bem encerado ou com sabão. As pessoas escorregariam e jamais conseguiriam andar.

• Quanto as rodas de um automóvel começam a girar, passa a existir um atrito entre elas e o chão que as impulsiona para frente. Se não houvesse o atrito, as rodas girariam, mas o carro não se movimentaria.

Por Mariane Mendes
Graduada em Física