Pergunta de Natal: Patins sobre papelão

29 de dezembro, 2025 às 21:23 | Postado em Atrito, Dinâmica da rotação, Mecânica

Bom dia, colegas. Desejo a toda a equipe do CREF um Feliz Natal. E para comemorar, proponho uma reflexão sobre a Física do dia-a-dia.

Dei patins de presente de Natal para meu filho de 8 anos e ele estava andando adoidado pela casa. Em certo momento, ele passou por cima de uma caixa de papelão que estava aberta, estirada sobre o chão. Perspicaz, o garoto exclamou para mim: “Nossa, papai, no papelão o patins anda menos! Fica até mais fácil de andar!”

Analisando a situação, pensei: o atrito no eixo de rolamento permanece o mesmo, pois são as mesmas peças. O que muda é a superfície – cerâmica ou papelão – que está em contato com as rodas emborrachadas. Assim, poderia haver impacto no atrito entre a superfície e a roda. Ocorre que esse atrito, no caso em questão, é sempre estático (não há derrapagem da roda, ela sempre gira com o ponto de contato com a superfície em repouso em relação a mesma).

Sendo assim, qual seria o fator que “amortece” o movimento de giro das rodas quando sobre o papelão? Seria o chamado atrito de rolamento, pouco estudado no ensino médio???

Abraços e Feliz Natal a todos amantes da Física!

Esta é uma boa pergunta!

De fato a resistência ao rolamento é pouco (ou nada) estudada no ensino médio e  também em disciplinas de Física Geral em cursos de nível superior. Conforme está discutido nesta postagem de 2013, o modelo usual para o rolamento sem deslizamento, encontrado na quase totalidade dos textos de Física Geral, sequer explica a parada do corpo que rola porque admite que tanto o corpo que rola, quanto a superfície sobre a qual ele rola são rígidos embora exista atrito.

Um modelo mais realístico para rolamento sem deslizamento  considera que o corpo que rola e/ou a pista de rolamento são deformáveis. A essas deformações estão associadas perdas de energia mecânica internamente ao corpo ou externamente, na pista de rolamento. Essas deformações são responsáveis pela resistência ao rolamento.

A Fig. 1 representa uma roda de bicicleta (a roda da frente, portanto não tracionada) e as forças que lhe são aplicadas para se deslocar com velocidade constante.

É importante notar na Fig. 1 que o pneu está deformado e a direção da força normal à pista de rolamento não passa pelo centro da roda. Este avanço da força normal determina a resistência ao rolamento conforme discutido na seção II e III do artigo Potência de tração de um veículo automotor que se desloca com velocidade constante. Ou seja, o torque da força normal em relação ao centro da roda tem sentido anti-horário enquanto o torque da força de atrito tem sentido horário (o mesmo sentido da rotação da roda). 

No caso dos patins passando por cima do papelão a resistência ao rolamento aumenta em relação ao piso duro da casa pois a deformação que era apenas nas rodas (o piso duro apresenta deformação desprezível) passa a ser principalmente no papelão. Com o aumento da deformação, a força normal se adianta mais ainda, crescendo assim o torque que resiste à rotação das rodas dos patins. É provável que o papelão sofra deformações permanentes, marcando a passagem dos patins.

Um bom final de ano e um excelente 2026 é o desejo do Pergunte ao CREF!

“Docendo discimus.” (Sêneca)