A fricção é a força que se opõe ao movimento de um objeto. Para parar um objeto em movimento, a força deve agir na direção oposta à direção do movimento. Por exemplo, se você empurrar uma bola no chão, ela se moverá. A força do empurrão o move para outro lugar. Gradualmente, a bola desacelera e para de se mover. A força que se opõe ao movimento de um objeto é chamada de atrito. Na natureza e na tecnologia, há um grande número de exemplos da aplicação dessa força.
Tipos de atrito
Existem diferentes tipos de atrito:
Uma lâmina de skate se movendo no gelo é um exemplo de escorregamento. À medida que o patinador se move pela pista, a parte inferior dos patins toca o chão. A fonte de atrito é o contato entre a superfície da lâmina e o gelo. O peso de um objeto e o tipo de superfície sobre o qual ele está se movendo determinama quantidade de deslizamento (atrito) entre dois objetos. Um objeto pesado exerce mais pressão sobre a superfície sobre a qual está deslizando, então haverá mais atrito de deslizamento. Como o atrito é devido a forças atrativas entre as superfícies dos objetos, a quantidade de atrito depende dos materiais dos dois objetos que interagem. Tente patinar em um lago liso e você achará muito mais fácil do que patinar em uma estrada de cascalho áspera
- Atrito de repouso (coesão) - a força que ocorre entre 2 corpos em contato e impede a ocorrência de movimento. Por exemplo, para mover um armário, martelar um prego ou amarrar cadarços, você precisa superar a força de adesão. Existem muitos exemplos semelhantes de atrito na natureza e na tecnologia.
- Quando você anda de bicicleta, o contato entre a roda e a estrada é um exemplo de atrito de rolamento. Quando um objeto rola sobre uma superfície, a força necessária para superar o atrito de rolamento é muito menor do que a necessária para superar o deslizamento.
Atrito cinético
Quando você empurra o livro sobre a mesa e ele se move uma certa distância, ele experimenta o atrito de objetos em movimento. Essa força é conhecida como força de atrito cinético. Ele age em uma superfície da outra quando duas superfícies roçam uma na outra porque uma ou ambas as superfícies estão se movendo. Se você colocar livros adicionais em cima do primeiro livro para aumentar a força normal, a força de atrito cinético seráaumentar.
Existe a seguinte fórmula: Ffriction=ΜFn. A força de atrito cinético é igual ao produto do coeficiente de atrito cinético pela força normal. Existe uma relação linear entre essas duas forças. O coeficiente de atrito cinético relaciona a força de atrito com a força normal. Como é uma força, a unidade de medida é Newton.
Atrito estático
Imagine que você está tentando empurrar um sofá pelo chão. Você o pressiona com um pouco de força, mas ele não se move. A força de atrito estático atua em resposta à força, na tentativa de causar movimento de um objeto estacionário. Se não houver tal força no objeto, a força de atrito estático é zero. Se houver uma força tentando causar movimento, a segunda aumentará até seu valor máximo antes de ser superada e o movimento começará.
Fórmula para esta visão: Ffriction=ΜsFn. A força de atrito estático é menor ou igual ao produto do coeficiente de atrito estático Μ (s) e a força normal F (n). No exemplo do sofá, a força máxima de atrito estático equilibra a força da pessoa que o empurra até que o sofá comece a se mover.
Medição de coeficientes de atrito
O que determina a força de atrito? Na natureza e na tecnologia, os materiais dos quais as superfícies são feitas desempenham um certo papel. Por exemplo, imagine tentar jogar basquete usando meias em vez de tênis. Podepiorar significativamente suas chances de ganhar. O sapato ajuda a fornecer a potência necessária para frear e mudar de direção rapidamente enquanto corre na superfície. Há mais atrito entre seus sapatos e uma quadra de basquete do que entre suas meias e um piso de madeira polida.
Vários coeficientes mostram a facilidade com que um objeto pode deslizar sobre outro. Suas medidas exatas são bastante sensíveis às condições da superfície e são determinadas experimentalmente. As superfícies molhadas se comportam de maneira muito diferente das superfícies secas.
Física: a força do atrito na natureza e na tecnologia
Você experimenta atrito o tempo todo e deveria estar feliz por isso ser possível. É essa força que ajuda a manter os objetos estacionários no lugar e uma pessoa não cai ao caminhar. O que é atrito? Na natureza e na tecnologia, exemplos podem ser encontrados em cada etapa. Você pode não perceber, mas já está muito familiarizado com esse poder. Ocorre na direção oposta do movimento e, por isso, é uma força que afeta o movimento dos objetos.
Quando você move a caixa pelo chão, o atrito funciona contra a caixa na direção oposta da caixa. À medida que você desce uma montanha, o atrito funciona contra seu movimento descendente. Quando você aciona os freios de um carro e continua se movendo por um tempo, o atrito funciona contra a direção de deslizamento, o que ajuda a parar completamente o deslizamento.
Quando dois objetos "esfregam" um no outro, as forças são definidasatração entre as moléculas dos objetos, causando atrito. Na natureza e na tecnologia, pode ocorrer entre quase todas as fases da matéria - sólidos, líquidos e gases. O atrito ocorre entre dois objetos, como uma caixa e um piso, mas também pode ocorrer entre os peixes e a água em que nadam e objetos caindo no ar. O atrito devido ao ar tem um nome especial: resistência do ar.
O papel do atrito na natureza, tecnologia, vida
A fricção é parte integrante da experiência humana. Precisamos de tração para andar, ficar de pé, trabalhar e pedalar. Ao mesmo tempo, precisamos de energia para superar a resistência ao movimento, de modo que muito atrito requer excesso de energia para realizar o trabalho, resultando em ineficiência. No século 21, a humanidade está enfrentando os desafios gêmeos da escassez de energia e do aquecimento global da queima de combustíveis fósseis. Assim, a capacidade de controlar o atrito tornou-se uma prioridade no mundo de hoje. No entanto, muitos ainda não entendem a natureza fundamental do atrito.
A fricção na natureza e na tecnologia (física) sempre foi um assunto de curiosidade. O estudo intensivo da origem desta força começou no século XVI, seguindo o trabalho pioneiro de Leonardo da Vinci. No entanto, o progresso na compreensão de sua natureza tem sido lento, dificultado pela f alta de um instrumento para medição precisa. Os experimentos engenhosos realizados pelo cientista Coulomb e outros forneceram informações importantes para estabelecer as bases para a compreensão. A partir do final de 1800 e inícioMotores a vapor, locomotivas e depois aviões apareceram nos anos 1900. Além disso, a exploração espacial requer uma compreensão clara do atrito e a capacidade de controlá-lo.
Um progresso significativo em como aplicar e controlar o atrito na tecnologia da natureza, na vida cotidiana, foi feito por tentativa e erro. No início do século 21, uma nova dimensão de atrito em nanoescala surgiu devido ao uso de nanotecnologias. A compreensão humana do atrito atômico e molecular está se expandindo rapidamente. Hoje, a eficiência energética e a produção de energia renovável exigem atenção imediata à medida que a ciência se esforça para reduzir as emissões de carbono. A capacidade de controlar o atrito torna-se um passo importante na busca por tecnologias sustentáveis. Esse é o indicador de eficiência energética. Se for possível reduzir as perdas de energia desnecessárias e aumentar a eficiência energética atual, isso dará tempo para desenvolver fontes alternativas de energia.
Exemplos de atrito na vida
A fricção é uma força resistiva. Impede o movimento de outro objeto aplicando alguma força. Mas de onde vem esse poder? Em primeiro lugar, vale a pena começar a considerá-lo a partir do nível molecular. O atrito que vemos na vida cotidiana pode ser causado pela rugosidade da superfície. Isso é o que os cientistas acreditaram por muito tempo ser o principal motivo de sua aparição.
Os exemplos mais simples de atrito na natureza e tecnologia são os seguintes:
- Ao caminhar, a força de atrito queafeta a sola, nos dá a oportunidade de avançar.
- Uma escada encostada na parede não cai no chão.
- Pessoas amarrando os cadarços.
- Sem a força de atrito, os carros não seriam capazes de dirigir não apenas em subidas, mas também em estradas planas.
- Na natureza, ajuda os animais a subir em árvores.
Existem muitos desses pontos, também há casos em que essa força, ao contrário, pode interferir. Por exemplo, para reduzir o atrito, os peixes recebem um lubrificante especial, graças ao qual, além do formato aerodinâmico do corpo, eles podem se mover suavemente na água.
