DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO PARA INTERFACE PVC-MADEIRA E PVC-BORRACHA EM PLANO INCLINADO

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO

PARA INTERFACE PVC-MADEIRA E PVC-BORRACHA EM PLANO INCLINADO

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET-MG                                 Engenharia Elétrica

Introdução

Esse experimento busca determinar o coeficiente de atrito entre duas superfícies a partir do ângulo de inclinação de um plano na iminência de movimeto de um objeto colocado sobre esse plano.

Para isso foram colocados dois objetos na parte superior de um plano inclinado, um de cada vez e, aumentando gradativamente o ângulo de inclinação em relação à base , até que o objeto deslizasse sobre esse plano. O experimento foi realizado cinco vezes para cada objeto; a seguir , foi calculado o ângulo médio de inclinação do plano na iminência de movimento do objeto.

Encontrado o ângulo e, visto que ele é obtido no momento em que o corpo começa a deslizar, assumimos que a força peso (sua componente na horizontal Px, que depende do ângulo θ) está equilibrada com a força de atrito (Fa) na situação de iminência de movimento. Existe ainda a força normal (N), neste caso igual a componente da força peso (Py) perpendicular ao plano de deslizamento, como mostra a figura 1.

[pic 1]

Figura 1 – Representação das forças

Na iminência de movimento, podemos afirmar que a soma das forças é igual a zero, e determinamos o coeficiente de atrito com o auxílio da equação abaixo.

ΣFx = 0

Px = m.g.senθ Fa = μ.N

Como a força de atrito (Fa) se opõe à força peso (Px):

Px – Fa = 0 ou m.g.senθ – μ.N = 0

A partir da afirmação que N = Py = m.g. cosθ, temos então:

m.g.senθ – μ. m.g. cosθ = 0

O        objetivo        do        relatório        é        de        obter        o coeficiente de atrito(μ):

μ = senθ / cosθ

μ = tgθ

Foi necessário, também realizarmos a conversão

do ângulo θ para radianos, visto que foi medido   em graus Celsius. Para issa realizamos o seguinte cálculo:

        

        180 º C ______ π rad

        θ º C ________ θ rad

Ademais, foi feito o cálculo do erro experimental com relação ao ângulo θ, através da equação abaixo:

 =  [pic 2][pic 3]

[pic 4]

A fim de obter :

[pic 5]

Materiais e Métodos

Utilizamos os seguintes materiais:

- 01 dinamômetro de 5N

- 01 bloco de madeira com ganhco

- 01 placa de PVC branca com furo

- 01 rampa com régua de 40mm

- 01 manípulo cabeça de plástico com porca borboleta

01 transferidor 90º com seta indicadora.

Foi colocado, primeiramente o bloco com a superfície de madeira voltado para baixo na parte superior do plano inclinado e, aumentando gradativamente o ângulo de inclinação em relação à base, até que ele deslizasse. Realizando o experimento cinco vezes, determinamos os ângulos obtidos na tabela abaixo.

Experimento	Angulo
1	12º
2	12º
3	13º
4	14º
5	12º

[pic 6][pic 7][pic 8]

Efetuando o cálculo do (ângulo crítico de iminência do movimento)[pic 9]

         = 12º+12º+13º+14º+12º / 5[pic 10]

        [pic 11]

Na eminência do movimento, o coeficiente de atrito é calculado pela expressão:

        

μ = tg 12,6º

μ = 0,22

Sendo o erro experimental:

        

[pic 12]

        

[pic 13]

        [pic 14]

Foi possível determinar que o coeficiente de atrito para a superfície de madeira no plano de PVC igual à:

        

[pic 15]

Em seguida, realizamos o mesmo experimento, porém com a superfície de borracha voltada para baixo na parte superior do plano inclinado. Realizando o experimento cinco vezes, determinamos os ângulos obtidos na tabela abaixo.

Experimento	Angulo
1	42º
2	42º
3	43º
4	44º
5	43º

Efetuando o cálculo do (ângulo crítico de iminência do movimento)[pic 16]

         = 42º+42º+43º+44º+43º / 5[pic 17]

        [pic 18]

Na eminência do movimento, o coeficiente de atrito é calculado pela expressão:

        

μ = tg 42,75º

μ = 0,88

Sendo o erro experimental:

        

[pic 19]

        

[pic 20]

        [pic 21]

Foi possível determinar que o coeficiente de atrito para a superfície de borracha no plano de PVC igual à:

        

[pic 22]

Conclusão

Após a realização dos experimentos para determinar os coeficientes de atrito entre as duas superfícies a partir do ângulo de inclinação de um plano na iminência de movimento do objeto colocado sobre esse plano, concluímos que os diferentes valores dos coeficientes de atrito obtidos, dependem de cada material que encontra-se em contato com a superfície. No presente trabalho, determinamos um coeficiente de atrito aproximado de 0,22 para madeira deslizando sobre o PVC e 0,88 para a borracha deslizando sobre o PVC.