Qual é a diferença entre atrito e atrito por rolamento?

Ron Brown, professor de física emérito, respondeu a isso em 3 de junho de 2018.

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O atrito é sutil.

Quando duas superfícies deslizam uma sobre a outra, o atrito cinético que tende a reduzir a velocidade relativa dos dois objetos depende dos materiais envolvidos (se há coesão ou adesão entre os próprios materiais), a qualidade das superfícies e a magnitude da força que está comprimindo as duas superfícies juntas - ou seja, a força normal. O que essa força não depende (pelo menos muito) é a área da superfície em uma escala macroscópica. Ou seja, é preciso muito perto da mesma força para deslizar um bloco ao longo de uma superfície horizontal quando está no seu lado estreito e quando está no seu lado largo. (O motivo é que há mais pressão entre as duas superfícies quando está no lado estreito, portanto, mais pontos microscópicos de contato.)

O atrito do rolamento é bem diferente. Se um objeto redondo rola sem escorregar na superfície horizontal, é o atrito estático que o impede de escorregar, mas contribui para o seu rolamento, exercendo um torque tendendo a fazê-lo rolar. Em um mundo perfeito, onde a superfície horizontal é perfeitamente plana e o objeto rolante permanece perfeitamente redondo, o objeto continuará rolando para sempre. Ou seja, não haveria atrito para desacelerá-lo.

Não vivemos em um mundo perfeito. Sempre haverá alguma distorção da superfície horizontal e do objeto rolante, ou de ambos. Essa distorção sempre tenderá a criar um contra-torque no objeto em rotação que está rolando - e, portanto, tenderá a desacelerá-lo. Pense em uma bola de boliche rolando no chão acarpetado. A bola não distorce muito, mas a superfície horizontal sim. Pense em uma bola de borracha macia rolando ao longo de um piso de madeira horizontal. O piso não distorce muito, mas a bola sim. Nos dois casos, o objeto rolante diminui a velocidade. Podemos atribuir essa lentidão ao efeito da resistência ao rolamento - e a equação que representa essa resistência ao rolamento ainda pode se parecer muito com a equação do atrito cinético (f = -µN). Mas é devido a um mecanismo diferente.

Normalmente, se houver muito pouca distorção no objeto em movimento ou na superfície, esse coeficiente de resistência ao rolamento (o µ na equação de atrito) será extremamente pequeno, enquanto que se o objeto estivesse deslizando em vez de rolar, o coeficiente de atrito cinético seria muito maior.

O atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Está sempre agindo na direção oposta do corpo em movimento. Quando os corpos avançam, eles podem deslizar da posição inicial para a posição final ou podem rolar porque têm rodas.

Quando deslizam, a força oposta é chamada de atrito deslizante. Quando corpos rolam, a força oposta é chamada atrito rolante. Geralmente, o atrito deslizante é sempre maior que o atrito rolante. É mais fácil rolar corpos do que deslizá-los. Esta é a razão pela qual as rodas foram inventadas.