Contente

• Dar um passo
• Método 1 de 2: criando uma superfície mais áspera
• Método 2 de 2: Aumente a resistência em um líquido ou gás
• Avisos

Você já se perguntou por que suas mãos ficam quentes quando você as esfrega rapidamente ou por que você pode realmente iniciar um fogo esfregando dois gravetos? A resposta é atrito! Quando duas superfícies esfregam uma na outra, elas neutralizam o movimento uma da outra em um nível microscópico. Essa resistência vai gerar energia na forma de calor, que você pode usar para aquecer as mãos, fazer fogo, etc. Quanto maior o atrito, mais energia será liberada, então saiba como aumentar o atrito entre dois em movimento. as peças em um sistema mecânico basicamente oferecem a oportunidade de gerar muito calor!

Dar um passo

Método 1 de 2: criando uma superfície mais áspera

1. Crie pontos de contato mais “ásperos” ou pegajosos. Quando dois materiais deslizam ou esfregam um no outro, três coisas podem acontecer: pequenos cantos, rachaduras e irregularidades na superfície podem ficar presas; uma ou ambas as superfícies podem deformar em resposta ao movimento; e, eventualmente, os átomos em qualquer superfície podem começar a interagir uns com os outros. Para fins práticos, todos os três fazem a mesma coisa: criam atrito. Selecionar superfícies que são abrasivas (como lixa), deformadas (como borracha) ou pegajosas (como cola, etc.) é uma maneira fácil de aumentar o atrito.
   • Livros técnicos e recursos semelhantes podem ser uma grande ajuda na seleção de materiais a serem usados ​​para aumentar o atrito. A maioria dos materiais de construção padrão tem um conhecido "coeficiente de atrito" - isto é, uma medida de quanto atrito é gerado junto com outras superfícies. Os coeficientes de atrito para apenas alguns materiais conhecidos estão listados abaixo (um valor mais alto indica um atrito mais alto):
   • Alumínio sobre alumínio: 0,34
   • Madeira sobre madeira: 0,129
   • Concreto seco sobre borracha: 0,6-0,85
   • Concreto úmido sobre borracha: 0,45-0,75
   • Gelo no gelo: 0,01
2. Empurre as duas superfícies com mais força. Uma definição básica em física afirma que o atrito que um objeto sofre é proporcional à força normal (para nosso propósito, essa força é igual àquela com a qual o objeto empurra o outro). Isso significa que o atrito entre duas superfícies pode ser aumentado se as superfícies forem empurradas uma contra a outra com mais força.
   • Se você já usou discos de freio (por exemplo, aqueles em um carro ou bicicleta), então você viu esse princípio em ação. Nesse caso, ao pressionar os freios, um conjunto de blocos geradores de atrito é empurrado contra discos de metal que estão presos às rodas. Quanto mais forte você pressionar os freios, mais forte os blocos serão pressionados contra os discos e haverá mais atrito. Isso permite que você pare o veículo rapidamente, mas também libera muito calor, razão pela qual os sistemas de frenagem costumam ficar muito quentes após uma frenagem forte.
3. Pare qualquer movimento relativo. Isso significa que, se uma superfície se mover em relação a outra, você a interrompe. Até agora, nos concentramos em dinâmico (ou "deslizamento") atrito - o atrito que ocorre quando dois objetos ou superfícies esfregam um contra o outro. Na verdade, essa forma de atrito é diferente de estático atrito - o atrito que ocorre quando um objeto começa a se mover contra outro objeto. Em essência, o atrito entre dois objetos é maior quando eles começam a se mover um contra o outro. Uma vez em movimento, o atrito diminui. Esta é uma das razões pelas quais é difícil mover um objeto pesado do que mantê-lo.
   • Para observar a diferença entre o atrito estático e dinâmico, tente o seguinte experimento simples: Coloque uma cadeira ou outro móvel em um piso liso de sua casa (não em um tapete ou carpete). Certifique-se de que o móvel não possui nenhum "pino" de proteção na parte inferior ou qualquer outro tipo de material que facilite o deslizamento no chão. Experimente os móveis somente empurre com força suficiente para que comece a se mover. Você deve notar que, uma vez que a mobília começa a se mover, ela imediatamente se torna muito mais fácil de empurrar. Isso ocorre porque o atrito dinâmico entre a mobília e o piso é menor do que o atrito estático.
4. Remova os líquidos entre as superfícies. Líquidos como óleo, graxa, vaselina, etc., podem reduzir significativamente o atrito entre objetos e superfícies. Isso ocorre porque o atrito entre dois sólidos é geralmente muito maior do que entre sólidos e um líquido intermediário. Para aumentar o atrito, você pode tirar todos os líquidos possíveis da equação, com apenas as partes "secas" causando atrito.
   • Experimente a seguinte experiência simples para ter uma ideia de até que ponto os líquidos podem reduzir o atrito: Esfregue as mãos uma na outra se estiverem frias e você quiser aquecê-las. Você deve ser capaz de notar imediatamente que eles estão ficando mais quentes com a fricção. Em seguida, aplique uma boa quantidade de loção nas palmas das mãos e tente fazer o mesmo novamente. Não só deve ser mais fácil esfregar as mãos rapidamente, mas você também vai notar que elas ficam menos quentes.
5. Remova as rodas ou transportadores para criar atrito deslizante. Rodas, transportadores e outros objetos "rolantes" experimentam um tipo especial de atrito denominado atrito rolante. Esse atrito é quase sempre menor do que o atrito gerado pelo deslizamento do mesmo objeto no solo. - É por isso que esses objetos tendem a rolar e não deslizar no chão. Para aumentar o atrito em um sistema mecânico, você pode remover as rodas, transportadores, etc. para que as peças deslizem umas contra as outras, não rolem.
   • Considere, por exemplo, a diferença entre puxar um peso pesado sobre o solo em um carro e um peso equivalente em um carro. Uma carroça tem rodas, por isso é mais fácil de puxar do que uma carruagem, que se arrasta no solo enquanto gera muito atrito de deslizamento.
6. Aumente a viscosidade. Objetos sólidos não são as únicas coisas que podem criar atrito. Substâncias líquidas (líquidos e gases, como água e ar, respectivamente) também podem criar atrito. A quantidade de atrito que um líquido gera quando passa por um sólido depende de vários fatores. Um dos mais fáceis de controlar é a viscosidade - é o que é comumente referido como "espessura". Em geral, líquidos com alta viscosidade (aqueles são "espessos", "pegajosos", etc.) causarão mais fricção do que líquidos menos viscosos (esses são "lisos" e "líquidos").
   • Por exemplo, considere a diferença de esforço que você terá que fazer ao soprar água por um canudo e ao soprar mel por um canudo. A água não é muito viscosa e passa facilmente pela palha. O mel é muito mais difícil de soprar por um canudo. Isso porque a alta viscosidade do mel gera muita resistência e, portanto, atrito quando é soprado por um tubo estreito como um canudo.

Método 2 de 2: Aumente a resistência em um líquido ou gás

1. Aumente a viscosidade do líquido. O meio pelo qual um objeto viaja exerce uma força sobre o objeto que, como um todo, tenta cancelar a força de atrito no objeto. Quanto mais denso for um líquido (e, portanto, mais viscoso), mais devagar um objeto se moverá através desse líquido sob a influência de uma determinada força. Por exemplo: uma bola de gude cairá pelo ar muito mais rápido do que pela água e pela água mais rápido do que pelo xarope.
   • A viscosidade da maioria dos líquidos pode ser aumentada diminuindo a temperatura. Por exemplo: uma bola de gude cai mais lentamente através do xarope frio do que através do xarope em temperatura ambiente.
2. Aumente a área exposta ao ar. Conforme indicado acima, substâncias líquidas como água e ar podem gerar atrito quando passam pelos sólidos. A força de atrito experimentada por um objeto enquanto se move através de uma substância líquida é chamada de resistência (dependendo do meio, isso também é chamado de "resistência do ar", "resistência à água", etc.). Uma das propriedades da resistência é que um objeto com uma seção transversal maior - ou seja, um objeto com um perfil maior à medida que se move através do fluido - experimenta mais resistência. Isso dá ao líquido mais superfície para empurrar, o que aumenta a fricção no objeto conforme ele se move através dele.
   • Suponha que uma pedra e uma folha de papel pesem, cada uma, um grama. Se deixarmos os dois caírem ao mesmo tempo, a pedra cairá em linha reta enquanto a folha de papel girará lentamente para baixo. É aqui que você vê a resistência do ar em ação - o ar empurra a superfície grande e larga do papel criando resistência e o papel caindo muito mais lentamente do que o seixo, que tem uma seção transversal relativamente estreita.
3. Escolha uma forma com maior resistência. Embora a seção transversal de um objeto seja boa em geral é uma indicação do tamanho do resistor, na realidade os cálculos do resistor são muito mais complicados. Diferentes formas se comportam de maneiras diferentes nos líquidos por onde passam - isso significa que algumas formas (por exemplo, placas planas) são mais resistentes do que outras (por exemplo, esferas) feitas do mesmo material. Como a medida da magnitude relativa da resistência do ar também é chamada de "coeficiente de arrasto", diz-se que as formas com grande resistência do ar têm um coeficiente de arrasto mais alto.
   • Considere, por exemplo, as asas de um avião. A forma de uma asa típica de um avião é chamada de aerofólio. Esta forma lisa, estreita e arredondada se move facilmente pelo ar. O coeficiente de arrasto é muito baixo - 0,45. Por outro lado, você pode imaginar que uma asa tem ângulos agudos, é em forma de bloco ou se parece com um prisma. Essas asas geram muito mais atrito porque geram muita resistência em vôo. Os prismas, portanto, têm um coeficiente de arrasto maior do que os perfis das asas - cerca de 1,14.
4. Torne o objeto menos aerodinâmico. Outro fenômeno relacionado aos diferentes coeficientes de arrasto das várias formas é que objetos com uma "carenagem" maior e mais quadrada geralmente geram mais arrasto do que outros objetos. Esses objetos consistem em linhas retas e rugosas e geralmente não se estreitam para trás. Por outro lado, objetos aerodinâmicos são geralmente mais arredondados e afilados na parte de trás - como o corpo de um peixe.
   • Por exemplo, a forma como o carro familiar médio é projetado hoje em comparação com o mesmo tipo décadas atrás. No passado, os carros eram muito mais compactos e tinham linhas muito mais retas e retangulares. Hoje, a maioria dos carros familiares são muito mais simples e, em grande parte, suavemente arredondados. Isso é feito propositalmente - uma forma aerodinâmica significa que um carro experimenta menos arrasto, reduzindo o esforço do motor para mover o carro (e reduzindo o consumo de combustível).
5. Use material que permita a passagem de menos ar. Alguns materiais permitem a passagem de líquidos e gases. Em outras palavras, existem orifícios para o líquido passar. Isso garante que a superfície do objeto contra o qual o líquido está empurrando se torne menor, para que haja menos resistência.Esta propriedade permanece válida mesmo se os orifícios forem microscópicos - desde que os orifícios sejam grandes o suficiente para permitir a passagem de líquido / ar, a resistência será reduzida. É por isso que os pára-quedas, projetados para gerar muita resistência ao ar e, assim, reduzir a velocidade de queda de alguém ou de algo, são feitos de seda forte e leve ou de náilon e não de filtros de algodão ou café.
   • Para dar um exemplo dessa propriedade em ação, pense no que acontece com um taco de pingue-pongue quando você faz alguns furos nele. Então se torna muito mais fácil mover a raquete rapidamente. Os orifícios permitem que o ar passe durante o movimento da raquete, o que reduz bastante a resistência e permite que a raquete se mova mais rapidamente.
6. Aumente a velocidade do objeto. Finalmente, independentemente da forma de um objeto ou quão permeável seja o material de que é feito, a resistência que ele encontra sempre aumentará à medida que ele se move mais rápido. Quanto mais rápido um objeto se move, mais líquido ele terá que se mover, o que, por sua vez, aumenta a resistência. Objetos que se movem em velocidades muito altas podem sofrer um atrito muito alto devido à alta resistência, então esses objetos normalmente serão aerodinâmicos ali ou então eles se desintegrarão devido à força da resistência.
   • Considere o Lockheed SR-71 "Blackbird", um avião espião experimental construído durante a Guerra Fria. O Blackbird, que poderia voar a velocidades superiores a mach 3.2, encontrou extrema resistência dessas altas velocidades, apesar de seu design aerodinâmico - extremo o suficiente para fazer com que a fuselagem de metal da aeronave se expandisse devido ao calor gerado pelo atrito do ar durante o voo. .

Avisos

• O atrito extremamente alto pode liberar muita energia na forma de calor! Por exemplo, você realmente não quer tocar nas pastilhas de freio do seu carro logo depois de pisar no freio com força!
• As grandes forças liberadas quando arrastadas por um fluido podem causar danos estruturais a esse objeto. Por exemplo, se você enfiar o lado achatado de um pedaço fino de madeira compensada na água enquanto navega em uma lancha, é provável que ele se rasgue em pedaços.