Atrito estático no plano inclinado
Incline o modelo de plano inclinado até o início do deslizamento; registre o ângulo crítico θ e, em vários ensaios, obtenha μ_s ≈ tan θ; compare com o valor de referência.
Objetivo
Estimar o coeficiente de atrito estático μ_s entre o bloco e o plano, achando o ângulo crítico de inclinação a partir do qual começa o deslizamento e usando a relação μ_s ≈ tan θ.
Materiais
- Bloco de madeira sobre um plano rugoso
- Escala de ângulo (controle deslizante)
- Modelo de ruído do transferidor
Experimento
Teoria
Num plano inclinado rugoso, no equilíbrio-limite, a projeção do peso ao longo do plano iguala o atrito estático máximo: mg sin θ = μ_s mg cos θ, donde μ_s = tan θ. Repetir as medições do ângulo reduz o erro aleatório de leitura de θ.
Procedimento
- Leia a teoria: o coeficiente de atrito está «escondido» no modelo; você só vê a geometria e o movimento.
- Aumente o ângulo θ no controle deslizante e clique em «Soltar o bloco». Se tan θ > μ_s, o bloco desliza um pouco; caso contrário, permanece em repouso.
- Localize o menor ângulo em que se observa deslizamento e clique em «Registrar medição» com a sua estimativa do ângulo crítico (modela-se um pouco de ruído do transferidor).
- Repita no mínimo 5 ensaios independentes (em cada um, ajuste o ângulo de novo).
- Na tabela aparecem θ e μ = tan θ. Como resultado, use a média de μ.
- Compare a média de μ_s com o valor esperado e formule a conclusão.
Conclusão
A média de μ_s a partir de tan θ é compatível com o coeficiente de referência dentro da tolerância. Principais incertezas: fixar o instante em que começa o deslizamento, a leitura de θ e a idealização μ_s = tan θ no limiar.