Three Experiments in Friction for the Introductory Laboratory

Abstract

One experiment involving sliding friction and two experiments concerned with fluid friction are described. All three require an absolute minimum of equipment and yet are very useful for the simulation of real physics research. Because friction is given little attention in most introductory textbooks the experiments can be in the nature of discoveries rather than verifications.

Dinâmica de corpos rígidos em superfícies com atrito

“…Mesmo antes de obter as trajetórias explicitamente, sabe-se que a simples presença de forças de atrito pode acarretar o surgimento de um efeito ausente da dinâmica de corpos rígidos submetidos a forças conservativas: o acoplamento dos graus de liberdade de rotação e de translação -análogo ao efeito Magnus [12] Um outro problema interessante consiste em verificar em que medida a modelagem teórica, com todas as suas hipóteses simplificadoras, pode constituir uma aproximação minimamente acurada de uma dinâmica real. Sempre houve interesse por experimentos simples, mas tecnicamente bem realizados e metodologicamente bem conduzidos, que permitissem realizar julgamentos desse tipo, tanto com objetivos práticos quanto puramente teóricos e, até mesmo, pedagógicos [6,7,[13][14][15][16] Dois pontos importantes devem ser ressaltados. O primeiroé que ainda não foi possível construir um aparato suficientemente sofisticado, de forma que o que será apresentado pretende ser meramente preliminar, tendo permitido, no máximo, comparações qualitativas.…”

“…Contudo, com exceção do caso especial em que h = R -no qual os decaimentos exponenciais são, quando normalizados, idênticos -, a energia total não apresenta decaimento exponencial. Nesse caso, por ser a função de Rayleigh homogênea nas velocidades generalizadas, aplica-se a equação (15).…”

Experimentação, modelização e testes de hipóteses em Física: da construção às aplicações de um experimento com imagens de mecânica em um curso de licenciatura

“…Além dessas abordagens e discussões técnicas, um número expressivo de trabalhos tem apresentado propostas didáticas experimentais envolvendo o atrito entre sólidos e entre sólidos e fluidos. Por exemplo,Fox (1971), percebendo a pouca atenção dada ao atrito em livros introdutórios de física de sua época, sugeriu experimentos envolvendo atrito de escorregamento e atrito viscoso como formas de se introduzir tais temas, ao invés de conferir à abordagem experimental o caráter de verificação Shaw e Wunderlich (1984). apresentaram uma proposta de experimento introdutório de física que envolve uma esfera descendo um plano inclinado, do regime de rolamento puro ao de rolamento com escorregamento.Chaplin e Miller (1984), com o objetivo de determinar o coeficiente de atrito no caso de rolamento, estudaram teórica e experimentalmente o problema de uma bola rolando entre duas arestas paralelas.Doménech, Doménech e Cebrián (1987), considerando esses dois trabalhos prévios, apresentaram uma série de cenários experimentais para determinar o coeficiente de atrito de uma esfera em rolamento, considerando, ao longo de pistas inclinadas (associação de planos inclinados), um movimento de descida seguido de um de subida.…”