Força de atrito em Física

Imagine que você está fazendo uma mudança no seu quarto precisa mudar alguns móveis de lugar. Ao mudar o armário de lugar, por ser muito pesado, você empurra o armário de forma que ele arrasta no chão. Para a Física, o contato entre as superfícies (armário e chão) gera uma força que chamamos de força de atrito. A força de atrito é paralela ao plano, com sentido contrário à tendência de movimento.

onde μ é coeficiente de atrito (depende do material dos corpos em contato e do polimento das superfícies) e N é a reação normal.

Obs: Na equação entram os módulos das forças, ou seja, seus valores absolutos, porque a força de atrito e a normal não são vetores paralelos. 

Atrito estático e dinâmico (cinético)

Quando vamos empurrar algo pesado, você percebe que é necessário aplicar uma força grande para fazer aquele objeto entrar em movimento... mas depois fica mais fácil mantê-lo em movimento. Para entender o por que disso, vamos analisar o que é o atrito estático e o atrito dinâmico.

Atrito estático é aquele onde ainda não há movimento. Ou seja, ao aplicarmos uma força para provocar um movimento em um corpo, a força de atrito estático tenta impedir o movimento, sendo do mesmo valor. Isso quer dizer que a força de atrito estático pode assumir valores de acordo com a força aplicada ao corpo. Mas essa força de atrito tem um valor máximo até onde ela pode chegar... Essa força de atrito estático máximo pode ser calculada como

Caso a força aplicada apresente um módulo maior que a força de atrito estático máximo, o corpo começa a entrar em movimento e a força de atrito torna-se dinâmico ou cinético. A força de atrito dinâmico apresenta um valor menor que a força de atrito estático máximo e pode ser calculada como

A partir dessa explicação, podemos apresentar um gráfico que mostra o que concluímos:

Obs: O μ é adimensional (não tem unidades por ser o quociente entre duas forças). Como a força de atrito estático máximo tem valor maior que a do atrito dinâmico, podemos dizer que μ_e > μ_d. Nos exercícios, se não for especificado μe ou μd, utiliza-se simplesmente o coeficiente de atrito μ e admite-se μ_e = μ_d. 

Atrito motriz e não motriz

Note que utilizamos a palavra “tendência de movimento” na descrição do atrito. Isso se da por que a força de atrito não é necessariamente contrária ao movimento. Assim, quando você faz uma força no chão para andar, essa força é para trás. Mas o chão não vai para trás. Seu pé agarra no chão e o atrito é para frente. É o atrito que provoca o movimento. 

Assim, em uma bicicleta, por exemplo, costuma-se representar o atrito como na figura abaixo. 

A força de atrito na roda dianteira é para trás, pois a roda apenas rola pelo chão. Agora a roda traseira faz força no chão, empurra o chão para trás. O chão reage fazendo uma força para frente que é a força de atrito.

Quando a força de atrito é utilizada em pró do movimento, chamamos esse atrito de atrito motriz. Caso a força de atrito esteja atrapalhando o movimento, chamamos este de atrito não motriz.