Estudo do atrito de um dímero deslizando sobre um potencial periódico bidimensional

• Autor(a) principal: Neide, Italo Gabriel
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/10466
• topic: Tribologia; Atrito; Histerese

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos.