Kinetic and Static Friction · Atrito Cinético e Estático
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|---|---|
| kinetic friction/kɪˈnetɪk ˈfrɪkʃn/ | atrito cinético |
| static friction/ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | atrito estático |
| normal force/ˈnɔːml fɔːs/ | força normal |
| coefficient of friction/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv ˈfrɪkʃn/ | coeficiente de atrito |
The force that lets you walk -- and stop
- Without friction you could not walk, drive, or even hold a pencil.
- Yet the same force wastes energy and wears out brakes.
- Friction always fights sliding between two surfaces.
- It comes in two flavours -- one before things slide, one during.
A força que permite andar -- e parar
- Sem atrito, você não poderia caminhar, dirigir ou mesmo segurar um lápis.
- Yet a mesma força desperdiça energia e desgasta os freios.
- O atrito sempre se opõe ao deslizamento entre duas superfícies.
- Ele vem em dois sabores -- um antes das coisas deslizarem, outro durante.
Static versus kinetic friction
- Static friction 静摩擦 acts before sliding starts. It adjusts itself to match your push, up to a maximum.
- Kinetic friction 动摩擦 acts while surfaces slide, with a fixed value.
- The peak static friction is usually a little larger than the kinetic -- which is why something is hardest to get moving at the first shove.
Atrito estático versus cinético
- Atrito estático 静摩擦 age antes do deslizamento começar. Ele se ajusta para corresponder ao seu empurrão, até um máximo.
- Atrito cinético 动摩擦 age enquanto as superfícies deslizam, com um valor fixo.
- O atrito estático máximo é geralmente um pouco maior que o cinético -- é por isso que algo é mais difícil de colocar em movimento no primeiro empurrão.
How big is it?
- Maximum static friction: $f_s \le \mu_s N$.
- Kinetic friction: $f_k = \mu_k N$.
- Here $N$ is the normal force 法向力 pressing the surfaces together, and $\mu$ the coefficient of friction 摩擦系数.
Quão grande é?
- Atrito estático máximo: $f_s \le \mu_s N$.
- Atrito cinético: $f_k = \mu_k N$.
- Aqui $N$ é a força normal 法向力 pressionando as superfícies juntas, e $\mu$ o coeficiente de atrito 摩擦系数.
Applied force vs friction · Força aplicada vs atrito
Increase the applied force and watch friction resist until the box breaks free and accelerates. · Aumente a força aplicada e observe o atrito resistir até que a caixa se solte e acelere.
A box has normal force $N = 50\ \text{N}$ and · e $\mu_s = 0.6$. What is the maximum static friction (in N)? · Uma caixa tem força normal $N = 50\ \text{N}$ e $\mu_s = 0.6$. Qual é o atrito estático máximo (em N)?
$f_s^{max} = \mu_s N = 0.6 \times 50 = 30\ \text{N}$.
Kinetic friction equals the coefficient times the ____ force. · O atrito cinético é igual ao coeficiente vezes a força ____.
$f_k = \mu_k N$, where $N$ is the normal force. · $f_k = \mu_k N$, onde $N$ é a força normal.
A sliding box has $N = 40\ \text{N}$ and · e $\mu_k = 0.25$. Find the kinetic friction (in N). · Uma caixa deslizando tem $N = 40\ \text{N}$ e $\mu_k = 0.25$. Encontre o atrito cinético (em N).
$f_k = \mu_k N = 0.25 \times 40 = 10\ \text{N}$.
What it depends on -- and doesn't
- Friction depends on the normal force and the coefficient $\mu$.
- It does not depend on the contact area -- a brick slides the same on its side or its end.
- Press harder (bigger $N$) and friction grows.
No que depende -- e no que não depende
- O atrito depende da força normal e do coeficiente $\mu$.
- Não depende da área de contato -- um tijolo desliza igual de lado ou de ponta.
- Pressione mais forte (maior $N$) e o atrito aumenta.
Sliding a brick on its small end gives more friction than on its large flat side. · Deslizar um tijolo por sua extremidade menor gera mais atrito do que em seu lado plano grande.
Friction does not depend on contact area -- only on the normal force and $\mu$. Both orientations give the same friction. · O atrito não depende da área de contato -- apenas na força normal e $\mu$. Ambas as orientações produzem o mesmo atrito.
Select all · todos things the friction force depends on. · Selecione todos os fatores pelos quais a força de atrito depende.
Friction $= \mu N$ -- it depends on $\mu$ and · e $N$, not on how much area is touching. · O atrito $= \mu N$ -- ele depende de $\mu$ e $N$, não da quantidade de área em contato.
Friction on a ramp
- On a slope, the normal force is only $N = mg\cos\theta$ (not the full weight).
- So the friction available is $\mu\,mg\cos\theta$.
- Compare it with the along-slope pull $mg\sin\theta$ to see whether the object slides.
Atrito numa rampa
- Numa inclinação, a força normal é apenas $N = mg\cos\theta$ (não todo o peso).
- Então o atrito disponível é $\mu\,mg\cos\theta$.
- Compare-o com a tração ao longo da rampa $mg\sin\theta$ para ver se o objeto escorrega.
You push a heavy crate with $18\ \text{N}$ and it does not · não move. The static friction acting on it is... · Você empurra uma caixa pesada com $18\ \text{N}$ e ela não se move. O atrito estático atuando sobre ela é...
Static friction matches the push, so it is $18\ \text{N}$ -- it only reaches $\mu_s N$ at the instant of slipping. · O atrito estático iguala o empurrão, então é $18\ \text{N}$ -- ele só atinge $\mu_s N$ no instante do deslizamento.
A $10\ \text{kg}$ box sits on the floor with $\mu_s = 0.4$.
- Normal force: $N = mg = 98\ \text{N}$.
- Maximum static friction: $f_s = \mu_s N = 0.4 \times 98 \approx 39\ \text{N}$.
- Push with less than $39\ \text{N}$ and it stays put; push harder and it breaks free.
Uma caixa de $10\ \text{kg}$ está no chão com $\mu_s = 0.4$.
- Força normal: $N = mg = 98\ \text{N}$.
- Atrito estático máximo: $f_s = \mu_s N = 0.4 \times 98 \approx 39\ \text{N}$.
- Empurre com menos que $39\ \text{N}$ e ela fica parada; empurre mais forte e ela solta.
Static friction is not a fixed number -- it is whatever it needs to be, up to $\mu_s N$. If you push a heavy box with $20\ \text{N}$ and it does not move, the friction is $20\ \text{N}$, not $\mu_s N$. Only at the instant of slipping does it reach its maximum.
O atrito estático não é um número fixo -- é o que precisar ser, até $\mu_s N$. Se você empurra uma caixa pesada com $20\ \text{N}$ e ela não se move, o atrito é $20\ \text{N}$, não $\mu_s N$. Apenas no instante exato do deslizamento que ele atinge seu máximo.
Friction opposes sliding. Static friction ($f_s \le \mu_s N$) rises to match a push until slipping; kinetic friction ($f_k = \mu_k N$) is fixed once sliding. Both depend on the normal force $N$ and the coefficient of friction $\mu$ -- never on contact area.
Atrito se opõe ao deslizamento. Atrito estático ($f_s \le \mu_s N$) aumenta para corresponder a um empurrão até o deslizamento; atrito cinético ($f_k = \mu_k N$) é fixo uma vez que haja deslizamento. Ambos dependem da força normal $N$ e do coeficiente de atrito $\mu$ -- nunca da área de contato.