Baixe calculando o coeficiente de atrito em materiais alternativos e outras Notas de estudo em PDF para Atualidades, somente na Docsity! 9Física na Escola, v. 11, n. 1, 2010 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Calculando o coeficiente de atrito Encontramo-nos em um contextoonde a maioria das escolas, princi-palmente as públicas, possui uma educação de baixa qualidade. Uma das causas dessa situação é a falta de condições financeiras para adquirir materiais neces- sários à confecção de experimentos que ofereçam aos alunos uma compreensão mais qualitativa e conceitual de determi- nado fenômeno, onde o aluno possa vi- sualizar o conceito ensinado em sala de aula e não fique apenas na memorização de fórmulas que para ele são aplicações matemáticas sem muito sentido. Assim, este artigo propõe a construção de um experimento simples de colisão inelástica com materiais de baixo custo e tem como objetivo calcular o coeficiente de atrito entre superfícies utilizando as leis de con- servação da quantidade de movimento e de energia, além do conceito de trabalho de forças dissipativas. O equipamento consiste em um suporte de madeira onde é acoplado um pêndulo com uma esfera metálica. O suporte é colocado em uma superfície de madeira, entre os quais se deseja medir os coeficientes de atrito está- tico e dinâmico. Para que a colisão entre o suporte e a esfera metálica seja inelástica, coloca-se no primeiro uma porção de massa de modelar, a fim de absorver toda a energia no impacto, como mostra a Fig. 1. Materiais • suporte de madeira em formato de L • haste metálica • massa de modelar • esfera metálica maciça • fio de náilon • tábua de madeira (o coeficiente de atri- to será calculado entre a madeira do suporte e a tábua) • uma régua milimetrada • uma balança Maristela do Nascimento Rocha, Aline Ribeiro Sabino e Mikiya Muramatsu Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil. E-mail: mmuramat@if.usp.br Procedimento experimental Calculando o coeficiente de atrito dinâmico Com o auxílio da balança, meça a massa M do suporte de madeira (incluindo a massa de modelar) e a massa m da esfera metálica. Levante a esfera metálica, man- tendo-a no mesmo plano definido pelo fio e a haste metálica (Fig. 2). Meça a variação h da altura do centro de massa da esfera. Solte-a e meça o deslocamento x do siste- ma. Repita os procedimentos pelo menos cinco vezes e obtenha valores médios de x e h. Através da altura h e utilizando o teo- rema da conservação da energia mecânica é fácil verificar que o módulo da velocidade da esfera no momento da colisão vale . (1) Usando o teorema da conservação da quantidade de movimento é possível obter a velocidade do conjunto após a colisão. É importante ressaltar que após o choque a esfera passou a fazer parte do conjunto, ocorrendo assim uma colisão inelástica. Temos então Pi = Pf , Figura 1 - Esquema de montagem para a realização do experimento. Este artigo tem como principal objetivo propiciar aulas interativas através da construção de um experimento simples de colisão inelástica, com o qual é possível calcular o coeficiente de atrito entre superfícies utilizando as leis da conservação de energia e da quantidade de movimento, além do conceito de trabalho e forças dissipativas. Para isso construiu-se um aparato experimental com materiais de baixo custo, a fim de viabilizar a sua aplicação em escolas públicas. Após efetuar as medidas e aplicar os conceitos envolvidos, compararam-se os valores obtidos com os espe- rados teoricamente para o coeficiente de atrito entre duas superfícies de madeira. O resultado foi próximo do esperado, o que valida o método experimental e o torna uma boa opção a ser desenvolvida e discutida em sala de aula.
