Como aumentar o atrito

Autor: Sara Rhodes
Data De Criação: 14 Fevereiro 2021
Data De Atualização: 1 Julho 2024
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Você já se perguntou por que suas mãos ficam quentes quando você as esfrega uma na outra ou por que você pode fazer fogo esfregando dois pedaços de madeira? A resposta é atrito! Quando dois corpos se movem em relação um ao outro, surge uma força de atrito que impede esse movimento.O atrito pode fazer com que a energia seja liberada na forma de calor, aquecendo as mãos, atingindo o fogo e assim por diante. Quanto mais atrito, mais energia é liberada, portanto, ao aumentar o atrito entre as partes móveis em um sistema mecânico, você obterá muito calor!

Passos

Método 1 de 2: esfregando superfícies de corpos

  1. 1 Quando dois corpos se movem em relação um ao outro, os três processos a seguir podem ocorrer: irregularidades na superfície dos corpos interferem no movimento dos corpos uns em relação aos outros; uma ou ambas as superfícies dos corpos podem deformar como resultado de tal movimento; átomos de cada superfície podem interagir uns com os outros. Todos esses processos estão envolvidos na ocorrência de atrito. Portanto, para aumentar o atrito, selecione corpos com uma superfície abrasiva (como uma lixa), uma superfície deformável (como borracha) ou uma superfície que tenha propriedades adesivas (como pegajosa).
    • Para obter mais informações sobre como escolher materiais para aumentar o atrito, consulte os tutoriais ou recursos online. Para materiais comuns, você pode encontrar seus coeficientes de atrito (uma característica quantitativa da força necessária para deslizar ou mover um material sobre a superfície de outro). Os coeficientes de atrito de alguns materiais estão listados abaixo (quanto maior o coeficiente, maior o atrito):
    • Alumínio para alumínio: 0,34
    • Madeira para 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. 2 Pressione os corpos mais próximos um do outro para aumentar o atrito, uma vez que a força de atrito é proporcional à força que atua no corpo de atrito (a força dirigida perpendicularmente à direção do movimento dos corpos em relação uns aos outros).
    • Pense nos freios a disco de um carro. Quanto mais você pressiona o pedal do freio, mais as pastilhas de freio são pressionadas contra o aro da roda, mais fricção se torna e mais rápido o carro para. Porém, quanto mais forte o atrito, mais calor é liberado, portanto, ao frear com força, as pastilhas de freio ficam muito quentes.
  3. 3 Se um corpo estiver em movimento, pare. Até agora, consideramos o atrito deslizante que ocorre quando os corpos se movem uns em relação aos outros. O atrito deslizante é muito menor do que o atrito estático, ou seja, a força que deve ser superada para colocar em movimento dois corpos em contato. Portanto, é mais difícil mover um objeto pesado do que controlá-lo quando ele já está em movimento.
    • Faça um experimento simples para entender a diferença entre o atrito deslizante e o atrito estático. Coloque sua cadeira sobre um piso liso (não um tapete). Certifique-se de que não haja borracha ou outras almofadas nas pernas da cadeira para evitar deslizamentos. Empurre a cadeira para movê-la. Você notará que, uma vez que a cadeira esteja em movimento, será mais fácil empurrá-la porque o atrito de deslizamento entre a cadeira e o chão é menor do que o atrito de repouso.
  4. 4 Remova a graxa entre as duas superfícies para aumentar o atrito. Lubrificantes (óleos, vaselina, etc.) reduzem significativamente a força de atrito entre os corpos em atrito, porque o coeficiente de atrito entre os sólidos é muito maior do que o coeficiente de atrito entre um sólido e um líquido.
    • Faça um experimento simples. Esfregue as mãos secas e você notará que a temperatura delas aumentou (elas estão mais quentes). Agora molhe as mãos e esfregue-as novamente. Agora não só é mais fácil para você esfregar as mãos, mas também esquentam menos (ou mais lentamente).
  5. 5 Livre-se de rolamentos, rodas e outros corpos rolantes para livrar-se do atrito de rolamento e obter um atrito de deslizamento muito maior do que o primeiro (portanto, rolar um corpo em relação ao outro é mais fácil do que empurrá-lo / puxá-lo).
    • Por exemplo, imagine que você colocou corpos da mesma massa em um trenó e em uma carroça com rodas. Um carrinho com rodas é muito mais fácil de mover (atrito de rolamento) do que um trenó (atrito de deslizamento).
  6. 6 Aumente a viscosidade do fluido para aumentar a força de atrito. O atrito ocorre não apenas ao mover sólidos, mas também em líquidos e gases (água e ar, respectivamente). O atrito entre um líquido e um sólido depende de vários fatores, por exemplo, a viscosidade do líquido - quanto maior a viscosidade do líquido, maior a força de atrito.
    • Por exemplo, imagine que você está bebendo água e mel com um canudo. Água com baixa viscosidade passa facilmente pelo canudo, mas o mel, que tem alta viscosidade, dificilmente passa pelo canudo (já que o mel atrita mais as paredes do canudo).

Método 2 de 2: resistência frontal

  1. 1 Aumente a área da superfície corporal. Conforme observado acima, quando os sólidos se movem em líquidos e gases, também surge uma força de atrito. A força que impede o movimento dos corpos em líquidos e gases é chamada de resistência frontal (às vezes é chamada de resistência do ar ou resistência à água). A resistência frontal é maior com o aumento da área de superfície corporal, que é direcionada perpendicularmente à direção do movimento do corpo através de um líquido ou gás.
    • Por exemplo, pegue um pellet de 1 ge uma folha de papel do mesmo peso e solte-os ao mesmo tempo. Os grãos cairão imediatamente no chão e a folha de papel irá afundar lentamente. Aqui, o princípio do arrasto é apenas visível - a área da superfície do papel é muito maior do que a de uma pelota, então a resistência do ar é maior e o papel cai no chão mais lentamente.
  2. 2 Use uma forma de corpo com um alto coeficiente de arrasto. Pela área da superfície corporal direcionada perpendicularmente ao movimento, é possível julgar a resistência frontal apenas em termos gerais. Corpos de diferentes formas interagem com líquidos e gases de maneiras diferentes (quando os corpos se movem através de um gás ou líquido). Por exemplo, uma placa plana redonda tem mais resistência do que uma placa redonda em forma de bola. O valor que caracteriza o arrasto de corpos de várias formas é chamado de coeficiente de arrasto.
    • Por exemplo, considere uma asa de avião. A forma de uma asa de avião é chamada de aerofólio. É uma forma elegante, estreita e arredondada com um baixo coeficiente de arrasto (cerca de 0,45). Por outro lado, imagine que a asa de um avião tem a forma de um prisma quadrado e retangular. Para tais asas, o arrasto seria enorme (isso é verdade, pois o coeficiente de arrasto de um prisma retangular quadrado é 1,14).
  3. 3 Use corpos menos aerodinâmicos. Via de regra, corpos cúbicos grandes apresentam alta resistência. Esses corpos têm cantos retangulares e não se estreitam em direção às extremidades. Por outro lado, corpos aerodinâmicos têm bordas arredondadas e geralmente se estreitam em direção ao final.
    • Por exemplo, compare um carro moderno com um carro feito há várias décadas. Os carros antigos eram quadrados, enquanto os modernos têm muitas curvas suaves. Portanto, os carros modernos têm menos resistência e exigem uma potência do motor menor (o que leva à economia de combustível).
  4. 4 Use corpos sem orifícios passantes. Qualquer orifício de passagem no corpo reduz o arrasto, permitindo que o ar ou água flua através do orifício (os orifícios reduzem a área da superfície do corpo perpendicular ao movimento). Quanto maiores os orifícios de passagem, menor será o arrasto. É por isso que os paraquedas, que são projetados para criar muito arrasto (para diminuir a velocidade da queda), são feitos de seda ou náilon leve e durável, não de gaze.
    • Por exemplo, você pode aumentar a velocidade de sua raquete de pingue-pongue fazendo vários orifícios na raquete (para reduzir a área da superfície da raquete e reduzir o arrasto).
  5. 5 Aumente a velocidade do corpo para aumentar o arrasto (isso é verdadeiro para corpos de qualquer forma e material). Quanto mais alta a velocidade de um objeto, maior o volume de líquido ou gás por onde ele deve passar e maior o arrasto. Corpos que se movem em velocidades muito altas experimentam um tremendo arrasto, então eles devem ser aerodinâmicos; caso contrário, a força da resistência irá destruí-los.
    • Por exemplo, considere o Lockheed SR-71, uma aeronave de reconhecimento experimental construída durante a Guerra Fria. Esta aeronave podia voar a uma alta velocidade de M = 3.2 e, apesar de sua forma aerodinâmica, experimentava um enorme arrasto (tão grande que o metal com o qual a fuselagem da aeronave foi feita se expandiu quando aquecido devido ao atrito).

Pontas

  • Lembre-se de que o atrito libera muita energia na forma de calor. Por exemplo, não toque nas pastilhas de freio do carro imediatamente após a frenagem!
  • Lembre-se de que forças de alta resistência podem levar à destruição de um corpo que se move em um fluido. Por exemplo, se durante uma viagem de barco você colocar um pedaço de madeira compensada na água (de forma que sua superfície fique perpendicular ao movimento do barco), o mais provável é que ela se quebre.