AtritoEm física, o atrito é a componente horizontal da força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há

tendência ao movimento. É gerada pela aspericidade dos corpos (vide figura "ilustrativa"). A força de atrito é sempre

paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre eles.

Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas superfícies depende da força normal, a

componente vertical daforça de contato; quanto maior for a Força Normal maior será o atrito. Passar um dedo pelo tampo

de uma mesa pode ser usado como exemplo prático: ao pressionar-se com força o dedo sobre o tampo, o atrito aumenta e

é mais difícil manter o dedo se movendo pela superfície. Entretanto, ao contrário do que se poderia imaginar, mantidas as

demais variáveis constantes, a força de atrito não depende da área de contato entre as superfícies, apenas da natureza

destas superfícies e da força normal que tende a fazer uma superfície "penetrar" na outra.

A energia dissipada pelo atrito é, geralmente, convertida em energia térmica e/ou quebra de ligações entre moléculas,

como ocorre ao lixar alguma superfície.

Coeficiente de atrito

Relaciona-se o grau de rugosidade das superfícies e ao "acoplamento" entre os dois corpos. Trata-se de uma grandeza

adimensional, ou seja, não apresenta unidade. Pode ser diferenciado em coeficiente de atrito dinâmico ou de atrito estático

de acordo com a situação na qual se determina tais coeficientes:

Coeficiente de atrito dinâmico ou cinético: presente a partir do momento que as superfícies em contato apresentam

movimento relativo. Relaciona a força de atrito cinético presente nos corpos que se encontram em movimento relativo

com o módulo das forças normais que neles atuam. Representado por  .

Coeficiente de atrito estático: determinado quando as superfícies em contato encontram-se em iminência de movimento

relativo, mas ainda não se moveram. Relaciona a máxima força de atrito possível (com as superfícies ainda estáticas

uma em relação à outra) com a(s) força(s) normal(is) a elas aplicadas. Para efeito de diferenciação, é representado

por  .

Comparando-se os módulos dos dois coeficientes, no contato entre superfícies sólidas o coeficiente de atrito dinâmico será

sempre menor (mas não necessariamente muito menor) que o coeficiente de atrito estático:

No caso de deslizamento sobre fluidos chamados não-newtonianos essa relação pode mudar, enquanto sobre fluidos

newtonianos,   independe da condição de movimento.

Atrito dinâmico ou cinético

Chama-se de força de atrito dinâmico a força que surge entre as superfícies que apresentam movimento relativo de

deslizamento entre si. A força de atrito dinâmico se opõe sempre a este deslizamento, e atua nos corpos de forma a

sempre contrariá-lo (tentar impedí-lo), mas nem sempre mostra-se oposta ao movimento observado do corpo.

Considere um menino que puxa um pequeno caminhão, que tem sobre sua caçamba um pequeno cubo de madeira.

A força responsável por colocar o cubo em movimento quando o menino puxa bruscamente o caminhão, fazendo o

cubo escorregar pela caçamba, é a força de atrito, que neste caso atua na direção do movimento do cubo - quando

observado pela mãe do menino, suposta estática ao chamá-lo .

Exemplo clássico também se encontra quando tem-se um carro se movendo em uma estrada e o motorista freia

bruscamente, de modo que as rodas sejam travadas. O carro irá parar por causa da força de atrito que surge sobre os

pneus graças ao contato do pneus com o solo, e conforme esperado atua de forma a contrariar o deslizamento dos

pneus sobre a pista e de forma a contrariar o movimento do carro em relação ao solo. Repare que a reação a esta

força, a força de atrito sobre o solo, tende a empurrar o solo para frente.

Para o caso de um homem empurrando uma caixa deve-se considerar que, se a caixa ainda está em repouso

enquanto o homem aplica a força, a força de atrito entre a caixa e o plano de apoio será de atrito estático, sendo a

força de atrito sobre a caixa contrária à tendência de deslizamento da caixa para frente. Da mesma forma, sobre os

pés do homem, a força de atrito estará atuando no sentido a impedir o deslizamento dos pés para trás, mas nesse

caso a força de atrito estático sobre os pés estará apontando para frente, tentando impor movimento ao homem (e à

caixa). Caso a caixa deslize, a força de atrito sobre a caixa devido ao atrito com a base de apoio será uma força de

atrito agora dinâmica, mas ainda estará se opondo ao deslizamento das superfícies em contato e também ao

movimento da caixa. Entretanto, para o caso dos pés do homem, considerando que este não escorrega mesmo

quando a caixa entra em movimento, a força de atrito sobre os pés continua sendo de caráter estático mesmo quando

o homem caminha. Ela ainda estará apontando para frente, ainda estará se opondo ao deslizamento dos pés sobre o

solo, contudo mesmo sendo de caráter estático estará aplicada em um corpo que se move, sendo esta força de atrito

sobre os pés em verdade a força responsável pelo movimento do homem (e do caixote) para frente.

Algo similar ocorre no pneu em rolamento. O pneu como um todo se move, mas o ponto de contato é estático. Se o

pneu não "patina", só rola, o atrito a se considerar é o estático.

Repare que há sempre um par ação-reação de forças de atrito: se há uma força de atrito no caixote aponta para trás,

há uma segunda força de atrito atuando na base que o sustenta (no solo), e esta força de reação, atuando na base,

aponta para a frente, em sentido oposto à primeira.

A força de atrito cinético pode ser calculada pela seguinte expressão:

Fa.c =  μc.N, onde Fat, medida em Newtons, c pode ser d (dinâmico) ou e (estático) e μc é o coeficiente de atrito

(dinâmico ou estático) e N a força que é normal à direção do movimento (no caso de o corpo estar em um plano

horizontal, tem a mesma intensidade do peso do corpo, ou seja, N = P = m.g, onde m é a massa do objeto e g é

a aceleração do campo gravitacional no local).

Quanto maior for a força normal, maior será o atrito entre os corpos.

Atrito estático

Chama-se de força de atrito estático a força que se opõe ao início do movimento entre as superfícies, ou ao atrito de

rolamento de uma superfície sobre outra. Por exemplo, pode-se citar o atrito entre o pneu de um carro quando este

não está escorregando sobre a superfície (o que não implica que o pneu não possa estar rolando). Chama-se força

de atrito estático máxima à máxima força de atrito estático que pode existir entre duas superfícies sem que estas

entretanto deslizem uma sobre a outra.

Quando se tenta empurrar uma caixa em repouso em relação ao solo, nota-se que se pode gradualmente ir

aumentado a força sobre a caixa sem que esta entretanto se mova. A força que se opõe à força aplicada sobre a

caixa, e que a esta se soma para dar uma resultante nula de forças, o que é necessário para manter a caixa em

repouso, é justamente a força de atrito estático que atua na caixa. A força de atrito estático é em módulo igual ao da

componente paralela à superfície da força aplicada pelo homem, até que o bloco se mova. Entretanto, há uma força

limite que o homem pode aplicar na caixa sem que o caixote se mova: a componente desta força paralela à superfície

iguala-se à de atrito estático máxima, em módulo. Ao entrar em movimento, a força que o homem exerce diminui bem

se comparada à necessária para colocar o caixote em movimento. Neste caso, a componente paralela da força que

ele passa a exercer para manter o caixote se movendo iguala-se em módulo à força de atrito dinâmico, e mostra-se

relativamente independente da velocidade do caixote (para baixas velocidades), sendo esta consideravelmente menor

do que a força máxima aplicada.

Matematicamente a força de atrito dinâmico relaciona-se com a força normal mediante a seguinte equação:

| Fa.d.max | = μd.N

E a força de atrito estático máxima relaciona-se com a força normal da seguinte forma:

| Fa.e.max | = μe.N (análogo ao atrito dinâmico)

Alguns Casos de Atrito

Em alguns casos, como exercícios de vestibulares, é necessário calcular a força de atrito em situações especiais.

Observe a seguir alguns exemplos:

Rolha em garrafa

Nesse exemplo, para acharmos a força que o atrito exerce na rolha sobre a boca da garrafa de vidro quando se tenta

praticar a soltura da rolha de cortiça, precisamos antes achar aárea de contato entre a rolha e o bocal. Após obtermos

esse dado por contas matemáticas (superfície interna de um cilindro), é preciso achar também conhecer

a pressão exercida pela rolha no bocal. A pressão da rolha atuando sobre a área de contato irá fornecer

a Força Normal entre a rolha e o gargalo de vidro, e, conhecendo-se esta força normal e também os os coeficientes

de atrito, basta utilizar a fórmula para obter a Força de Atrito (e a força que se tem que fazer ) para se abrir tal garrafa.

Atrito no plano inclinado

Quando um corpo está sobre um plano inclinado e sob ação exclusiva da gravidade, a intensidade da Força Normal

que se utiliza para calcular a Força de Atrito corresponde à componente perpendicular ao plano de contato, que pode

ser calculada segundo a expressão:

onde θ é o ângulo de inclinação em relação à horizontal.Vale ressaltar que quando se trata de um plano inclinado,

o ângulo formado pelo plano inclinado e a horizontal corresponde ao ângulo formado pelo peso do corpo sobre o

plano e a sua componente perpendicular ao plano inclinado, rotineiramente chamada de Py. Nesse circunstância, a

força de atrito que atuará sobre o corpo irá se opor ao deslizamento ao longo da superfície do plano, e portanto

estará orientada paralelamente ao plano, para cima.

Velocidade máxima na curva

Para um carro em movimento circular uniforme a direção do atrito é

sempre perpendicular à reta tangente à circunferência no ponto em que o carro se encontra, e o sentido aponta

para o centro. A força de atrito é em verdade a força centrípeta necessária ao movimento, e para calcular a

velocidade máxima com a qual o carro conseguirá fazer a curva usa-se a seguinte fórmula, obtida mediante a

igualdade entre a expressão para o cálculo da força de atrito estático máxima e a força centrípeta necessária

para a manutenção do movimento circular uniforme:

. O terma ac.max é a aceleração centrípeta máxima aplicável ao carro

pelo solo, e M a massa do carro, e Vmax a máxima velocidade com a qual o carro fará a curva.

Substituindo-se a expressão para a força de atrito estático máxima, lembrando-se que a normal é igual ao

peso (Mg), e resolvendo, tem-se:

Repare que a velocidade máxima não depende da massa do carro. apenas da gravidade local, do raio R

da curva, e do atrito entre as superfícies, caracterizado pelo coeficiente de atrito estático máximo.