A segunda diferença é o sinal de igual em vez de menor ou igual. Isso significa que a força de atrito é constante enquanto o objeto desliza – ela não é mais igual à força aplicada. Isso significa que a força resultante não é zero. Empurre a cadeira com mais força ao correr e a cadeira irá acelerar.
Voltemos àquele cabo de guerra. O motorista da direita agora tem uma ideia: em vez de acelerar o motor, ele desacelera para manter uma interação de atrito estático com os trilhos. Lento e constante. O cara da esquerda acerta – e o que acontece? Suas rodas giram e ele recebe uma força de atrito cinético. Bem, o atrito estático vence o atrito cinético, então o trem certo vence!
Isso funcionaria mesmo se o trem da esquerda fosse um pouco mais pesado. Portanto, é possível que uma locomotiva puxe vagões mais massivos. Mas espere! Há um fator ainda mais importante: um vagão de trem em movimento está rolando, e não deslizando. A roda apenas toca o trilho em um ponto e depois rola para outro ponto da roda. Esta é a magia das rodas: Para os carros rebocados, não há mais qualquer atrito com os trilhos.
Mas tem que haver atrito cinético em algum lugar, e de fato existe — entre os eixos das rodas e o próprio carro. Para girar, o eixo precisa deslizar ao longo de alguma superfície da carcaça que o mantém no lugar. Mas com rolamentos e lubrificação, μk pode ser enormemente reduzido, de 0,56 para aço seco em aço para algo como 0,002.
Agora estamos conversando! É assim que uma locomotiva pode puxar um longo trem de vagões com massa muito maior. O motor está avançando usando aço sobre aço estático atrito, que é bastante alto (0,74), proporcionando boa tração. E os carros têm uma força de atrito cinético resistivo com um coeficiente muito menor.
Alguns truques extras
Ainda assim, esse enorme peso de 10.000 toneladas métricas representa uma força normal muito elevada – cerca de 100 milhões de newtons. E lembre-se, o atrito estático é maior que o atrito cinético. Portanto, mesmo que você consiga manter um trem em movimento, talvez não consiga dar partida.
É por isso que os trens têm um truque chamado ação lenta. Se você já esteve perto de um trem quando ele começou a se mover, provavelmente ouviu um monte de estalos na fila de vagões. A razão é que a conexão de um carro para o outro está frouxa. Assim, quando a locomotiva puxa o primeiro vagão, o segundo vagão permanece parado até que a folga desapareça. Com esse truque, a locomotiva pode colocar um vagão em movimento por vez e adicioná-lo ao grupo de vagões em movimento. Muito inteligente!
Uma última coisa legal. Existe ainda outro tipo de atrito chamado atrito de rolamento. Você vê isso em um caminhão com pneus de borracha: sob o peso do veículo, os pneus ficam achatados na parte inferior. Assim, quando o caminhão está em movimento, os pneus são continuamente deformados e retornam ao seu formato adequado. Essa flexão aquece os pneus e onde há calor há perda de energia. Como a energia é conservada, isso significa que as rodas diminuem a velocidade e o caminhão precisa queimar mais combustível para manter a velocidade. Os trens, por outro lado, apresentam muito pouco atrito de rolamento, porque suas rodas de aço quase não se deformam. Isso torna os trens um meio de transporte mais eficiente em termos energéticos.
Então, veja bem, é realmente possível para uma locomotiva puxar um monte de vagões que têm mais massa. Você só precisa usar um pouco de física.
