Um atrito Calculadora de distâncias é uma ferramenta baseada em física que determina a distância que um objeto deslizará sobre uma superfície antes que a força de atrito o pare completamente. Ela utiliza os princípios da cinemática e da força de atrito para fazer esse cálculo. Ao inserir a distância inicial do objeto velocidade e o coeficiente de atrito cinético entre o objeto e a superfície, a calculadora pode prever a distância total de parada. Este cálculo é extremamente importante em áreas como reconstrução de acidente para determinar a velocidade inicial de um veículo com base em marcas de derrapagem e em engenharia e física para analisar como os objetos interagem com diferentes superfícies.
Fórmula da Calculadora de Distância de Atrito
A fórmula para calcular a distância total que um objeto desliza antes de parar é derivada da combinação das equações de movimento com a fórmula de aceleração devido ao atrito.
Distância = (Velocidade Inicial)² / (2 * Coeficiente de Atrito Cinético * g)
Em Símbolos:
d = v₀² / (2 * μₖ * g)
Onde:
- d: A distância total percorrida pelo objeto antes de parar.
- v₀: A velocidade inicial do objeto no momento em que ele começa a deslizar.
- μₖ: Coeficiente de atrito cinético entre o objeto e a superfície. Este é um valor sem unidade que representa a "rugosidade" ou "escorregadia" das duas superfícies.
- g: A aceleração da gravidade.
Valor constante para g:
- g = 9.8 m/s² (em unidades métricas)
- g = 32.2 pés/s² (em unidades imperiais)
Coeficiente de atrito cinético para materiais comuns
O coeficiente de atrito cinético (μₖ) é um dado crucial para o cálculo. Esta tabela fornece valores aproximados para pares de materiais comuns. Esses valores podem variar com base nas condições da superfície, temperatura e outros fatores.
| Materiais em contato | Coeficiente aproximado de atrito cinético (μₖ) |
| Borracha sobre asfalto seco | 0.7 - 0.8 |
| Borracha em asfalto molhado | 0.45 - 0.6 |
| Aço sobre Aço (Seco) | 0.4 - 0.6 |
| Madeira em Madeira | 0.2 - 0.4 |
| Vidro sobre vidro | 0.4 |
| gelo no gelo | 0.02 |
Exemplo de calculadora de distância de atrito
Um investigador de acidentes está analisando um acidente de carro. O carro deixou marcas de derrapagem em uma estrada de asfalto seco antes do ponto de impacto. O investigador quer estimar a velocidade inicial do carro quando começou a derrapar, com base na marca de derrapagem. comprimento de 30 metros.
Neste caso, reorganizaremos a fórmula para encontrar a velocidade inicial.
Velocidade inicial (v₀) = sqrt(d * 2 * μₖ * g)
Etapa 1: Identifique os valores conhecidos.
- Distância (d): metros 30
- Coeficiente de atrito cinético (μₖ): Da tabela, usaremos um valor médio de 0.75 para borracha em asfalto seco.
- Aceleração da gravidade (g): 9.8 m / s²
Etapa 2: aplique a fórmula reorganizada.
v₀ = quadrado(30 * 2 * 0.75 * 9.8)
v₀ = sqrt(441)
v₀ = 21 m/s
Etapa 3: converta a velocidade para uma unidade mais familiar (km/h).
Velocidade em km/h = 21 m/s * 3.6
Velocidade em km/h = 75.6 km/h
Portanto, o investigador pode estimar que o carro estava viajando a aproximadamente 75.6 quilômetros por hora quando começou a derrapar.
Perguntas frequentes mais comuns
O atrito estático é a força que impede um objeto parado de começar a se mover. O atrito cinético (também chamado de atrito dinâmico) é a força que se opõe ao movimento de um objeto que já está deslizando. O coeficiente de atrito estático é tipicamente maior que o coeficiente de atrito cinético, razão pela qual é necessária mais força para mover um objeto do que para mantê-lo em movimento. Esta calculadora utiliza especificamente o coeficiente de atrito cinético.
Curiosamente, não. Nessa fórmula física idealizada, a massa do objeto se anula nas equações. A força de atrito é maior para um objeto mais pesado, mas a força necessária para desacelerá-lo (sua inércia) também é maior na mesma proporção. Portanto, um objeto pesado e um objeto leve feitos do mesmo material, deslizando com a mesma velocidade inicial, teoricamente pararão na mesma distância.
A velocidade inicial tem um efeito muito significativo na distância de frenagem, pois é elevada ao quadrado na fórmula. Isso significa que, se você dobrar a velocidade inicial de um objeto, quadruplicará sua distância de frenagem (2² = 4). Este é um princípio fundamental para a compreensão da segurança veicular e das distâncias de frenagem.