Diferença entre força de atração e força de deslizamento

Ou: Porque é que o meu íman na parede não suporta a carga total?

A força máxima com que se pode sujeitar um íman a uma determinada superfície de aderência varia consideravelmente consoante a direção da força aplicada.

A força de atração máxima indicada por nós refere-se a uma força de carga que atua perpendicularmente à superfície de contacto.

Se, por outro lado, a força de carga atuar paralelamente à superfície de contacto (direção de cisalhamento), o seu valor máximo é consideravelmente inferior (cerca de 15–25 % da força de atração indicada).

Estes valores podem ser melhorados através da utilização de produtos especiais disponíveis na nossa loja e da experimentação com diferentes superfícies.

Índice

Talvez já tenha observado este fenómeno: para afastar um íman perpendicularmente à superfície de contacto, é necessário aplicar muito mais força do que para o deslizar lateralmente. Uma analogia: também é consideravelmente mais difícil levantar uma caixa pesada do chão do que empurrá-la sobre um chão liso.

Esta força lateral é designada por força de cisalhamento ou força de deslizamento.

Força de carga perpendicular à superfície de contacto

A força máxima de atração teórica indicada para cada íman aplica-se, entre outros casos, quando a força de carga atua perpendicularmente à superfície de contacto (para outros fatores, consulte as FAQ "Qual é a força de aderência deste íman?").

a = Força de aderência magnética
b = Força de carga

a = Força de atração magnética
b = Força de carga

Força de carga oblíqua à superfície de contacto

a = Força de aderência magnética
b = Força de carga
c = Força de atrito

Se a força de carga não atuar perpendicularmente à superfície de contacto, o seu valor máximo dependerá também da força de atrito entre o corpo aderente e o íman. Se o valor máximo for excedido, o íman começará a deslizar. A força máxima de atrito depende, por sua vez, dos seguintes fatores:

Rugosidade das duas superfícies de contacto: Quanto mais rugosas forem ambas as superfícies, maior será a força máxima de atrito. As superfícies irregulares encaixam-se entre si (ver imagem abaixo).
Força de compressão: Quanto maior for a força com que as duas superfícies de contacto são pressionadas uma contra a outra, maior será a força máxima de atrito.

Ilustração – Rugosidade do íman e da superfície de contacto

Força de carga paralela à superfície de contacto: força de cisalhamento / força de deslizamento

Ilustração – Força de cisalhamento / força de deslizamento

a = força de atração magnética
b = força máxima de carga

Em muitas aplicações magnéticas, a força de carga atua paralelamente à superfície de contacto, por exemplo, quando fixa uma faca num suporte para facas magnético. Nestes casos, o íman suporta uma carga significativamente inferior à força máxima de atração indicada.

Como a textura da superfície do corpo de aderência pode variar e não nos é conhecida, só podemos fornecer regras gerais aproximadas sobre a força de carga máxima paralela à superfície de contacto.

Regras práticas para força de cisalhamento / força de deslizamento

Material do íman	Combinação de materiais	Força de atração do íman (a)	Força de carga (b)
Ímanes de neodímio	Ferro - Ferro	100 %	aprox. 15 %
Ímanes de ferrite	Ferro - Ferro	100 %	aprox. 15 %
Fitas e folhas magnéticas	Plástico - Ferro	100 %	aprox. 25 %

Exemplo: Num gancho magnético BD-FTN-40 (material: neodímio) fixado a uma parede, com uma força de atração máxima de 50 kg, pode pendurar pesos de cerca de 7,5 kg antes que o íman comece a deslizar para baixo na parede.

Possibilidades de otimização

Os valores acima indicados resultam de uma medição realizada numa placa de ferro espessa e polida. Através de uma escolha cuidadosa dos materiais e da fricção resultante, este valor pode ser aumentado até 50 % da força de aderência magnética. As nossas sugestões:

Cole a nossa fita de borracha na parte de trás dos ímanes.
Utilize ímanes revestidos de borracha ou discos de silicone na base dos ímanes.
Utilize tampas de borracha ou discos metálicos com rebordo adequados na base das bases magnéticas.
Experimente superfícies metálicas mais rugosas ou mais lisas para encontrar a solução ideal.

Todas estas medidas podem aumentar significativamente a força máxima de aderência na direção de corte.