Se dois objetos estiverem em contato, podemos prever forças resultantes desse contato. Como veremos depois, dois tipos de forças de contato serão de interesse neste curso. A primeira delas é a força normal, a qual resulta da força aplicada nos corpos devido ao seu contato com uma superfície. A outra é a força de atrito, que também resulta do contato com uma superfície mas tem características muito diversas da primeira.

FORÇA NORMAL

Um vaso repousa sobre uma mesa. Isso ocorre porque a mesa exerce uma força sobre o vaso. Essa força é perpendicular à mesa (tem a direção da reta perpendicular à superfície) e equilibra a força da gravidade (impedindo que o vaso caia no chão).

Esse tipo de força, que impede o movimento na direção perpendicular às superfícies, tem sempre essa direção. Como o nome perpendicular nesse caso é sinônimo de normal, essa força tem o nome de força normal. Por isso, ela será indicada com a letra N.

A força normal é a forma pela qual a mesa (ou qualquer outra superfície) reage (força de reação) a deformações ditas elásticas, provocadas por objetos colocados sobre ela. Sua origem são forças interatômicas.

Assim, sempre que o objeto se movimentar sobre uma superfície, não se esqueça de levar em conta a existência de força de reação de contato, perpendicular à superfície de contato (força normal).

FORÇA DE ATRITO

Podemos perceber a existência da força de atrito e entender as suas características através de uma experiência muito simples. Tomemos uma caixa bem grande, colocada no solo, contendo madeira. Podemos até imaginar que, à menor força aplicada, ela se deslocará. Isso, no entanto, não ocorre. Quando a caixa ficar mais leve, à medida que formos retirando a madeira, atingiremos um ponto no qual conseguiremos movimentá-la. A dificuldade de mover a caixa é devida ao surgimento da força de atrito Fat entre o solo e a caixa.

Várias experiências como essa levam-nos às seguintes propriedades da força de atrito (direção, sentido e módulo):

Direção:

As forças de atrito resultantes do contato entre os dois corpos sólidos são forças tangenciais à superfície de contato. No exemplo acima, a direção da força de atrito é dada pela direção horizontal. Por exemplo, ela não aparecerá se você levantar a caixa.

Sentido: A força de atrito tende sempre a se opor ao movimento relativo das superfícies em contato. Assim, o sentido da força de atrito é sempre o sentido contrário ao movimento relativo das superfícies.

Módulo:

Sobre o módulo da força de atrito cabem aqui alguns esclarecimentos: enquanto a força que empurra a caixa for pequena, o valor do módulo da força de atrito é igual à força que empurra a caixa. Ela anula o efeito da força aplicada.

Uma vez iniciado o movimento, o módulo da força de atrito é proporcional à força (de reação) do plano-N.

Escrevemos:

O coeficiente é conhecido como coeficiente de atrito. Como a força de atrito será tanto maior quanto maior for , vê-se que ele expressa propriedades das superfícies em contato (da sua rugosidade, por exemplo). Em geral, devemos considerar dois coeficientes de atrito: um chamado cinemático e outro, estático, . Em geral, , refletindo o fato de que a força de atrito é ligeiramente maior quando o corpo está a ponto de se deslocar (atrito estático) do que quando ela está em movimento (atrito cinemático).

O fato de a força de atrito ser proporcional à força de reação normal representa a observação de que é mais fácil empurrar uma caixa à medida que a vamos esvaziando. Representa também por que fica mais difícil empurrá-la depois que alguém se senta sobre ela (ao aumentar o peso N também aumenta).

Podemos resumir o comportamento do módulo da força de atrito em função de uma força externa aplicada a um corpo, a partir do gráfico ao lado. Note-se nesse gráfico que, para uma pequena força aplicada ao corpo, a força de atrito é igual à mesma. A força de atrito surge tão somente para impedir o movimento. Ou seja, ela surge para anular a força aplicada. No entanto, isso vale até um certo ponto. Quando o módulo da força aplicada for maior do que o corpo se desloca. Esse é o valor máximo atingido pela força de atrito. Quando o corpo se desloca, a força de atrito diminui, se mantém constante e o seu valor é