Força de Atrito, Força Normal e Força de Tração

O que é e como surge a força Normal? Força de tração ou tensão, qual o correto? O que é o atrito? Revise Física para o Enem!

Nessa aula, você vai aprender tudo sobre força Normal e sua relação com a força peso. Entenderá que mesmo um veículo estando em repouso, existe força de atrito. Verá também como calcular todas essas forças em superfície plana e inclinada. Acompanhe esta aula e aprenda tudo sobre estas forças para você arrebentar em Física no Enem!

Força Normal

força normal em um vaso de florA força normal surge do contato entre dois corpos e é sempre perpendicular à superfície de contato. Observe o desenho ao lado:

Vamos analisar a imagem e observar apenas o vaso: ele pressiona a superfície da mesa, pois é atraído para baixo pela Terra. Ele exerce na superfície dela uma força vertical para baixo, denominada força peso e representada pelo vetor vetor força peso

Pelo princípio da ação e reação, a superfície da mesa exerce no vaso outra força, de mesmo módulo, mesma direção, porém de sentido oposto à força peso, denominada força Normal, representada pelo vetor vetor força normal

A força Normal sempre será perpendicular à superfície de contado, quer ela esteja na horizontal, vertical ou mesmo em superfície inclinada. Veja os exemplos:

força normal e exemplos

Repare que a força peso sempre é vertical para baixo e a força Normal, como dito acima, é sempre perpendicular à superfície de contato.

Força de Tração (força traçao)

A força de tração ou força tensora está associada à presença de cabos, cordas ou fios que estejam puxando algo. Geralmente em exercícios, os fios e cabos são considerados ideais, isto é, têm massas desprezíveis e não se esticam. A força com que se puxa algo é igual em toda extensão do fio.

A força realizada por uma pessoa ao puxar uma caixa no exemplo a seguir é transmitida pelo fio. Isso faz com que ele esteja sujeito a uma tensão. A força ao longo do fio é denominada força de Tração ou força tensora.

O sentido dessa força é o mesmo sentido da força que a pessoa realiza ao puxar uma caixa em plano horizontal. Observe as figuras abaixo:

força de traçao

Força de Atrito (vetor da força de atrito)

O atrito é uma força de contato entre superfícies. Só existe quando há tendência ou escorregamento entre elas. Em um bloco parado sobre uma superfície qualquer, por exemplo, não existe atrito.

Para entender melhor, vamos ver as forças envolvidas em um exemplo comum do dia a dia, um homem empurrando uma caixa:

força de atrito com homem puxando caixa

Observe que para empurrar a caixa, o homem aplica uma força horizontal para a direita. A interação entre a caixa e o solo dificulta o deslocamento dela, fazendo aparecer uma força contrária (vetor força de atrito) horizontal e para a esquerda. A caixa se moverá dependendo da intensidade da força vetor forçaaplicada.

Na direção vertical, temos a força peso, sempre para baixo e a força Normal, sempre perpendicular à superfície de contato. É muito importante que você entenda esses detalhes!

Vamos agora ver como se calcula a força de atrito?

Usando a figura do homem empurrando a caixa e sua experiência, você pode concluir que quanto maior a compressão da caixa no solo, maior será a força de atrito.

Essa força dependerá da rugosidade ou não da superfície. Quanto mais rugosa for a superfície, mais atrito. Se a superfície for menos rugosa, teremos menos atrito.

Sendo assim, matematicamente, temos:

formula da força de atrito

sendo μ o coeficiente de atrito. Ele é uma grandeza adimensional, isto é, não possui unidade de medida, é apenas uma constante que varia dependendo da rugosidade do solo.

A força de atrito pode ser Estática ou Cinética. Para explicar, vamos novamente observar a figura anterior onde o homem empurra uma caixa.

A força de atrito estática acontece quando, na figura, o homem empurra a caixa. Porém ela não sai do lugar. Isto é, existe força aplicada, porém não o suficiente. A força de atrito estática será máxima quando o bloco estiver quase se movimentando, ou seja, na eminencia do movimento.

A medida que a caixa começa a deslizar sobre a superfície, a força de atrito passará a ser Cinética.

Com movimento = Força de atrito cinética; sem movimento = Força de atrito estática!

Em termos matemáticos temos:

formula da força de atrito estatico

sendo μe o coeficiente de atrito estático.

formula força de atrito dinamico

sendo μc o coeficiente de atrito cinético.

Força de resistência do ar

Existem vários estudos a respeito da força de resistência que o ar oferece quando um corpo está em movimento. Ela depende de vários fatores:

  • A forma do corpo;
  • A velocidade do corpo;
  • A área do corpo no sentido perpendicular ao movimento;
  • A densidade do ar.

Existe até uma fórmula para cálculo dessa resistência: formula da força da resistencia do ar

Para entender essa força de resistência que o ar faz, faça o seguinte experimento:

Pegue duas folhas de caderno, e amasse uma fazendo uma bolinha. Em seguida solte as duas juntas, a folha aberta e a bolinha. A bolinha de papel chegou ao chão primeiro, não é? Como pode se a massa das duas são iguais? Acertou se falou que foi por causa da área de contato!

E aí, essa aula te ajudou a entender um pouco mais sobre forças? Beleza! Agora, que tal assistir uma videoaula para reforçar seu aprendizado?
Para finalizar sua revisão, que tal testar seus conhecimentos?

Questão 01 – (UEG GO/2018)

Uma caixa, de massa m, é puxada por uma corda com uma força , horizontal e de módulo constante, sobre uma superfície horizontal com atrito, na superfície da Terra.

exercicio de força de tração

O número total de forças que atuam no conjunto (caixa, corda e Terra) é de

a) 10

b) 2

c) 4

d) 8

e) 6

Gab: D

Questão 02 – (FAMERP SP/2018)

Um caminhão transporta em sua carroceria um bloco de peso 5 000 N. Após estacionar, o motorista aciona o mecanismo que inclina a carroceria.

caminhao com exemplo de força atrito

Sabendo que o ângulo máximo em relação à horizontal que a carroceria pode atingir sem que o bloco deslize é Θ, tal que sen Θ = 0,60 e cos Θ = 0,80, o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície da carroceria do caminhão vale

a) 0,55.

b) 0,15.

c) 0,30.

d) 0,40.

e) 0,75.

Gab: E

Sobre o(a) autor(a):

Rodinei Pachani é mestre em Geofísica pela USP-SP, com licenciatura plena em matemática, possui pós-graduação em Gerência Financeira e especialização em Estatística Aplicada. Possui experiência de mais de 28 anos em sala de aula, tendo trabalhado com ensino médio, cursinhos e Faculdades. É autor do livro “Ciência ao alcance de todos” e possui um canal no YouTube onde realiza experimentos, explica conteúdos e resolve exercícios de física.