Força de Atrito
Autor e Co-autor(es)
José Eduardo Martins
Estrutura Curricular
| Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
|---|---|---|
| Ensino Médio | Física | Movimento, variações e conservações |
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
Duração das atividades
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Estratégias e recursos da aula
Motivação / Introdução:
A força de atrito que surge sempre em sentido oposto à tentativa de mover um objeto sobre uma superfície é responsável direta por uma vasta gama de fenômenos dos quais destacaremos a dinâmica intricada que envolve o ato de arrastar um objeto.
Na sala de aula (20 min.)
Trabalhe com os alunos de forma a deixar claro a idéia de que:
Inicialmente, a força de atrito (FA) é uma força que surge no sentido oposto à força (F) que tenta mover o objeto. Como ambas tem o mesmo módulo a Força resultante (FR) é nula e o corpo não se move. Percebemos isso, quando tentamos mover um objeto com pouca força. Um diagrama como o da figura 01 pode ser muito útil nesse momento. Peça para que os alunos tentem mover um objeto que esteja sobre suas mesas como um livro ou um caderno aplicando o mínimo de força e mostre que eles não conseguem mover o objeto, pois a força aplicada é anulada pela força de atrito.
Proponha também o seguinte raciocínio: se as forças se anulam como conseguimos mover o caderno quando uma força maior é aplicada?
Dialogue tentando orientá-los no sentido de que ao final compreendam que essa força que impede o movimento só anula o movimento até um determinado valor. Esse valor é dito Força de Atrito Máximo (FAM). Essa força depende das características das superfícies do corpo e do piso (coeficiente de atrito μ) e da força normal aplicada ao corpo (N). Matematicamente temos que:
FAM = m.N (1)
Comente que o coeficiente de atrito varia entre superfícies diferentes e que a força normal nada mais é do que a componente de reação ao peso perpendicular à superfície de contato.
Figura 01 – Diagrama de forças que atuam durante uma “tentativa” de colocar um corpo de massa “m” em movimento sobre uma superfície horizontal com μ≠0
Na sala de informática (20 min.)
Um Objeto de Aprendizagem poderá ser útil na medida em que permita que esses parâmetros que trabalhamos usando simplesmente a interpretação da percepção do aluno se manifestem de forma clara e visível. Nesse caso, a escolha recaiu sobre o O.A. do Rived denominado Forças em ação. A situação problema que descrevemos na explanação em sala de aula ganha contornos mais definidos além é claro de permitir a interação do aluno com o evento. Acionando o botão que mostra os vetores de força, esse objeto de aprendizagem ilustra vários conceitos como:
* A idéia de que a força de atrito dependa da força aplicada (isso pode ser percebido aumentando-se levemente a força aplicada e observando o vetor de força de atrito);
* O conceito de força de atrito máxima: Essa variação da resposta da força de atrito ocorre até um valor máximo;
* A dependência dessa força de atrito máximo com a massa do corpo e com o coeficiente de atrito da superfície (valores ajustáveis pelo aluno).
Forças em açãoProfessor, peça para que os alunos alterem os parâmetros da simulação e descrevam o que ocorre. Para isso, é preciso que respondam as questões do relatório.