O atrito é uma força que se opõe ao movimento. Os físicos distinguem entre o atrito estático, que atua para manter o corpo em repouso, e o atrito cinético, que atua para desacelerar seu movimento assim que ele começa a se mover. A força exercida pelo atrito estático (Fs) é proporcional à força perpendicular exercida por um corpo contra a superfície ao longo da qual ele está se movendo, que é chamada de força normal (FN). O fator de proporcionalidade é chamado de coeficiente de fração estática, que geralmente é denotado pela letra grega mu com um subscritos (µs). A relação matemática é:
F_s = \ mu_s F_N
Este coeficiente depende das características das duas superfícies que estão em contato uma com a outra. Foi tabulado para vários materiais diferentes. Se você não consegue encontrarµs para os materiais que você está usando, você pode determiná-los com um experimento simples.
TL; DR (muito longo; Não li)
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Para encontrar o coeficiente mínimo de atrito estático entre dois materiais, construa um plano inclinado de um dos materiais e coloque nele um corpo feito do outro material. Aumente o ângulo de inclinação até que o corpo comece a deslizar. A tangente do ângulo é o coeficiente de atrito.
Use um plano inclinado
Uma maneira simples de determinarµsé colocar o objeto em questão em um plano inclinado feito do mesmo material da superfície que você está estudando. Aumente gradualmente o ângulo de inclinação até que o objeto comece a deslizar. Registre esse ângulo. Você pode encontrar imediatamenteµsporque é igual à tangente do ângulo. Aqui está o porquê:
Conforme você aumenta a inclinação, a força da gravidade agindo sobre um corpo de massamtem uma componente horizontal e outra vertical. Aplicando a Lei de Newton a cada um deles pouco antes de o corpo começar a se mover, você encontra o componente horizontal (que atua nox-direcção) para serFx = mãex. O mesmo é verdade noydireção:Fy = mãey.
A aceleração nox-direção,mãex, é igual à força da gravidade, que é a massa vezes a aceleração devido à gravidade (g) vezes o seno do ângulo (ø) formado no fulcro da inclinação. Como o corpo não está se movendo, isso é igual à força oposta do atrito estático, e você pode escrever:
1. mg \ sin {\ theta} = F_s
Oy- componente de direção da força,mãey, é igual ao cosseno do ângulo vezes a massa vezes a aceleração da gravidade, e isso deve ser igual à força normal, uma vez que o corpo não está se movendo,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Lembre-se dissoFs = µsFN. Substituto paraFsna equação (1):
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
e usar a igualdade da equação (2) para substituirFN:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
O termo "mg"cancela de ambos os lados:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}
