Força de atrito - Entenda o que são atrito estático e atrito cinético

A força de atrito é uma força de importância indiscutível, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé.

Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato entre duas superfícies, como por exemplo, o pneu de um automóvel e o asfalto. O pneu é aderente e o asfalto é áspero, e essa combinação gera uma força de atrito que fará o automóvel se movimentar sem derrapar pela pista.

Define-se a força de atrito como uma força de oposição à tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as duas superfícies que estão em contato. Observe a figura abaixo:

Ela mostra a força motriz e a consequente força de atrito, que tem a mesma direção e sentido oposto, e também mostra uma ampliação exemplificada das irregularidades das duas superfícies.

É importante também assinalar que a força de atrito depende da força de compressão que o objeto faz com a superfície de apoio. Não é difícil entender que quanto mais o objeto pressionar essa superfície, maior será a força de atrito. Essa força de compressão é representada pela força normal.

Força de atrito estático e cinético

É comum nos depararmos com a tarefa de empurrar algum objeto pesado, como um guarda roupa, e encontrarmos alguma dificuldade para tirá-lo do lugar. Tal dificuldade vem do fato de o chão e a base do guarda roupa serem ásperos, e também de o guarda roupa ser muito pesado.

Observamos também que não conseguimos mover o guarda roupa de imediato. É preciso fazer uma força relativamente grande, e - depois que se consegue estabelecer o movimento - é mais fácil manter o guarda roupa nesse estado do que tirá-lo do lugar.

Essa situação se explica pela existência de dois tipos de atrito: o estático e o cinético.

Força de atrito estático

A força de atrito estático ocorre quando a força aplicada não é suficiente para mover o objeto. É aquela situação em que você empurra o guarda roupa e ele não se move. Isso ocorre porque a força aplicada é igualada pela força de atrito. Observe que por esse motivo, a força de atrito estático tem a sua intensidade variável.

Por exemplo, imagine que você aplicou uma força de 100N no guarda roupa. Se ele não se mover é porque o atrito também vale 100N. Se você aumentar a força aplicada para 130N e ele continuar imóvel, é porque atrito também aumentou para 130N e assim continuará sendo até que o guarda roupa entre em movimento.

Observe então, que apesar do atrito estático variar com a força aplicada, ele deve ter um valor máximo que, se for ultrapassado, acarretará no movimento do objeto. Esse atrito máximo recebe o nome de atrito de destaque e é determinado pela seguinte equação matemática.

Onde $${\mu }_{\text{E}}$$ é o coeficiente de atrito estático, que é uma grandeza adimensional, ou seja, não possui unidade, e FN é a força normal.

Pode-se considerar o atrito de destaque como um parâmetro para saber se um corpo entra em movimento ou não com a aplicação de determinada força. Se essa força for maior que o atrito de destaque, o corpo entrará em movimento. Já se a força aplicada for menor ou igual ao atrito de destaque, o corpo permanece em repouso.

Força de atrito cinético

Quando a força aplicada for maior que a força de atrito de destaque, o corpo entrará em movimento. A partir desse momento, o atrito deixa de ser estático para se tornar cinético, ou seja, o atrito cinético é o atrito que ocorre quando os corpos estão em movimento.

Esse atrito, ao contrário do atrito estático, tem valor constante e é menor que o atrito de destaque. Isso é um dos motivos pelo qual fica mais fácil empurrar o guarda roupa depois que ele entra em movimento.

A sua intensidade é determinada por uma equação muito semelhante à equação do atrito de destaque, bastando apenas trocar o coeficiente de atrito estático pelo coeficiente de atrito cinético.

Onde $${\mu }_{\text{C}}$$ é o coeficiente de atrito cinético.