Inimigos Do Atrito

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Inimigos do atrito

Secretaria de Educação do Estado da Bahia

Colégio Estadual Professor Edilson Souto Freire

Dias D’Ávila – BA

E-mail: cepesf2cv2019@gmail.com

Professor: Samuel Nunes de Santana

Jose Junio – 2º CV

Larissa Oliveira – 2º CV

Lohana Cristina – ­2º CV

Resumo: O objetivo deste relatório é apresentar a força de atrito e a perda de energia, através de imagens e cálculos.

Palavra-chave: Experiência, atrito, energia, medidas.

1.  INTRODUÇÃO

A historia da energia teve seu inicio com a descoberta do homem pré-histórico quando passou a fazer fogo com o atrito de pedra e madeira onde as fagulhas incendiavam a palha seca, a partir de então começou o domínio do homem sobre a produção de energia para seu próprio benefício.

Outra fase marcante na história da energia corresponde ao momento em que o homem passou a utilizar a energia dos animais que domesticava, para realizar os trabalhos mais pesados, como arar a terra e transportar cargas.

Na 2ª metade do século XIX inicia-se a utilização das novas fontes de energia – petróleo e eletricidade – que seriam as responsáveis pelo grande salto no desenvolvimento da humanidade. Atualmente, e em virtude das mudanças operadas, o homem alcançou feitos imensuráveis (como por ex. ultrapassar as fronteiras do espaço), e pode ambicionar alcançar muito mais.

Sabendo disso, o atrito é a força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento.

Ela está em nosso redor querendo ou não, como por exemplo, ao empurrar ou puxar um determinado objeto tentando move-lo, a dificuldade para colocar tal objeto em movimento significa que à força de atrito, que essa força se opõe ao movimento do objeto que esta sob a ação de uma força, isso acontece por conta de rugosidade na superfície de contato do objeto com o solo.

Com base nisso, produzimos 3 experiências e tiramos nossa própria conclusão sobre como funciona a perda de energia e a força de atrito.

2.  PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para essa experiência usamos:

1 rampa

1 fita métrica
1 prumo

3 bolinhas de diferentes materiais

A rampa foi confeccionada por nossa própria equipe, usamos fibra de vidro, cola e tinta e a deixamos com 25 centímetros de altura.

Com a rampa feita, marcamos diferentes centímetros de altura na própria rampa e produzimos 3 experiências investigativas e por base de cálculos descobrimos a perda de energia e a força de atrito em cada uma delas.

É necessário entender que h corresponde a altura da rampa, enquanto H corresponde a altura da rampa até o chão.

As investigações funcionaram da seguinte maneira:

1° Investigação:

Usamos 3 bolas diferentes, mas todas na mesma altura, tanto H e h.

2° Investigação:

Para a segunda investigação foi necessário fixar H e soltar de 3 h de diferentes alturas, h1,h2,h3.

Assim, descobrindo o valor do atrito na rampa

3° Investigação:

A terceira e última experiência investigativa, com a mesma bolinha da 2° Investigação, fixamos a mesma altura de h, mas diferentes alturas de H, ou seja, H1, H2, H3.

Dessa forma, veremos o atrito no ar

 

3.  DISCUSSÃO

1° Investigação: Atrito entre as bolinhas 

Utilizamos 3 tipos diferentes de bolas (plástico, ferro e gude) e estabelecemos 70cm da altura H e 25cm da altura h.

Nossa estimativa para ambas bolinhas ao chão é a seguinte:

2×√(H.h)
2×√(70.25) = 83,6

Sendo assim, nossa estimativa é das 3 bolinhas caírem em 83,6 centímetros no chão longe da rampa, porém cada bolinha caiu em lugares diferentes.

A bolinha de plástico que denominamos de bolinha 1, caiu à 54cm do chão, a de ferro (bolinha 2) caiu à 43cm e a de gude (bolinha 3) 47 centímetros, todas tiveram muita perda de energia durante a decida na rampa, para confirmar essa perda basta calcular a força de atrito que estava presente, é necessário usar o cálculo a seguir:

100×(Xcálculo - Xreal) ÷ Xcálculo

O resultado da bolinha de plastico chamada de Bolinha 1:

100×(83,6 - 54) ÷ 83,6 = 35,4%

O resultado da bolinha de ferro chamada de Bolinha 2:

100×(83,6 - 43) ÷ 83,6 = 48,5%

O resultado da bolinha de gude chamada de Bolinha 3:

100×(83,6 – 47) ÷ 83,6 = 43,7%

Como resultado da primeira experiência a força de atrito foi alta, mais do que imaginávamos

Bolinha	Atrito
B1 (Plastico)	35,4%
B2 (Ferro)	48,5%
B3 (Gude)	43,7%

2° Investigação: Atrito da rampa  

Com o H correspondente a 76cm e h1, h2, h3 correspondendo 10cm, 15cm e 25cm respectivamente, prosseguimos com os cálculos para a estimativa da onde a bolinha cairia:

2×√(H.h)

Para h1 de 10cm X= 2×√(76.10) = 55cm

Para h2 de15cm X= 2×√(76.15) = 67,5cm

Para h3 de 25cm X= 2×√76.25) = 87,2cm

Com os cálculos feitos, posicionamos a rampa e o resultado foi, a bolinha h1 caiu 33,5 centímetros no chão longe da rampa, a bolinha h2 caiu 44,4 centímetros e h3 á 59 centímetros.

Por fim, calculamos o atrito da rampa:

100×(Xcálculo - Xreal) ÷ Xcálculo

O resultado da força de atrito do h1 sendo 10cm:

100×(55 - 33,5) ÷ 55 = 39%

O resultado da força de atrito do h2 sendo 15cm:

 100×(67,5 - 44,4) ÷ 67,5 = 34,2%

O resultado da força de atrito do h3 sendo 25cm: 

100×(87,2 - 59) ÷ 87,2 = 32,3%

Com o resultado em mãos, a altura com menos perda de energia e força de atrito foi h3, com 32,3% de atrito, mesmo sendo um número baixo comparando aos outros cálculos, não é um resultado tão bom.

Altura h	Atrito
h1 (10cm)	39%
h2 (15cm)	34,2%
h3 (25cm)	32,3%

  

 

3° Investigação: Atrito do ar

Para h, colocamos 15 centímetros e estabelecemos 3 alturas diferentes para H. Sendo 95,4cm, 75cm e 46cm, com essas medidas vamos estudar o atrito do ar, o cálculo para a estimativa da onde a bolinha irá cair é a mesma das investigações anteriores.

2×√(H.h)

Para H1 de 95,4cm X= 2×√(95,4.15) = 75,6cm

Para H2 de 75cm X= 2×√(75.15) = 67cm

Para H3 de 46cm X= 2×√(46.15) = 52,5cm

Depois de registrar o marco não chão (queda) da bolinha, percebemos que houve diferença em mudar a altura h para H. Então, calculamos o atrito do ar:

100×(Xcálculo - Xreal) ÷ Xcálculo

O resultado da força de atrito do H1 de 95,4cm:

100×(75,6 - 63) ÷ 75,6 = 16,6%

O resultado da força de atrito do H2 de 75cm:

100×(67 - 44) ÷ 67 = 34,3%

O resultado da força de atrito do H3 de 46cm:

100×(52,5 - 38) ÷ 52,5 = 27,6%

Com parado as etapas anteriores a perda de energia foi menor nos 3 processos feitos.

Altura H	Atrito
H1 (95,4cm)	16,6%
H2 (75cm)	27,6%
H3 (46cm)	33,4%

4.  CONCLUSÃO

Com o fim da experiência podemos notar que usar bolinhas de materiais diferentes, mudar as alturas não dão resultados iguais, porém alguns podem ser bem próximos dos outros.

Notamos que ambas alturas (h e H) sendo a mesma, bolinhas de materiais diferentes não irão cair no mesmo lugar, cada uma com sua força diferenciada de atrito;

Houve menos perda de energia com a mudança da altura da rampa ao chão (H) enquanto a mudança da altura da rampa (h) obteve a maior perda de energia e a força de atrito com valores bem altos.

Por fim, a experiência foi simples e fácil de fazer, desde a fabricação da rampa ao resultado final, mas tivemos alguns problemas que deixaram o atrito ainda maior do que deveria ser, como a rampa apresentar uma superfície rugosa dificultando todas as bolinhas de descerem mais rápido e caírem próximo aos cálculos das estimativas feitas. Entretanto, temos a certeza que a física nunca é exata, mas por meio de cálculos pode ter seu resultado bem próximo com o real valor, mas nunca igual.

Resumindo, concluímos que quanto mais forte o material das bolinhas menos atrito acontecem.

E diferentes alturas proporcionam mais tempo das bolinhas ganharem mais velocidade e a perda de energia constante diminui.

5.  Referência

·       Toda matéria

·       Wikipédia

·       Livro didático de física