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LE FORZE D’ATTRITO
Le forze d’attrito sono forze che si oppongono al movimento senza
mai provocarlo. Esse sono influenzate dalla ruvidità (ruvido è
opposto di liscio) e dalle forze di attrazione elettrostatica tra le
superfici a contatto.
L’attrito può essere RADENTE, VOLVENTE e DEL MEZZO
Esso è importante. Infatti ad esempio:
ci permette di camminare senza farci scivolare
se le ruote di un’auto non hanno aderenza, slittano e l’auto non
si sposta.
Ma è anche vero che l’attrito è da ridurre nelle parti meccaniche
nelle quali viene dissipata energia (sotto forma di calore).
Esaminiamo infatti il funzionamento di un trapano: per effetto
dell’attrito le parti meccaniche ed elettriche si riscaldano e
staccando l’alimentazione elettrica il moto rotatorio si annulla
dopo pochi secondi
ATTRITO RADENTEse due corpi strisciano l’uno sull’altro
primo corpo solido - secondo corpo solido
Esempi: la ruota frenata di un’auto che striscia sulla
pavimentazione stradale (fig.1); blocco di peso Fp che viene
spostato da una forza F (fig.2); blocco fatto scivolare su un piano
inclinato (fig.3). (NB nel disegno P=Fp).
Il valore della forza di attrito dipende dal tipo di superfici a
contatto (vedi tabella coefficienti d’attrito ) e dalla intensità della
forza Fp perpendicolare alla superficie di contatto. Quindi non
dipende dall’estensione della superficie a contatto.
Far K ar F p per il blocco di fig.2 (il blocco si muove se F>Fa)
Far
K ar N per il piano inclinato di fig.3 (il blocco si muove
se T>Far)
ATTRITO VOLVENTEse almeno un corpo rotola sull’altro
primo corpo solido - secondo corpo solido
Esempi: la ruota di un’auto che rotola sulla pavimentazione
stradale (fig.4); ruote degli ingranaggi di un registratore.
ATTRITO VISCOSO (o DEL MEZZO) quando un corpo si
muove all’interno di un fluido
primo corpo solido - secondo corpo fluido (gas o liquido)
Esempi: sfera che viene fatta precipitare in un recipiente d’acqua
(fig.5); auto che viaggia a velocità V (fig.6).
In questo tipo di attrito è importante invece la superficie che viene
direttamente colpita dal fluido attraversato. Ecco perché le auto
vengono costruite aerodinamiche.
Nell’automobile troviamo anche esempi di attrito radente e
volvente. Per un corpo che si muove in un fluido, se la velocità è
Fam K am V , se è alta
bassa, l’aria offre un attrito
Fam
K am V 2 con Kam=20N/(m/s)2 per un paracadutista.
*
statico da fermo
dinamico  in movimento
materiali
Acciaio su Ghiaccio
Acciaio su Acciaio - superficie secca
Acciaio su Acciaio - superficie
lubrificata
Scarpe da arrampicata su Roccia
Scarpe con suola in gomma su Legno
Pneumatici su Cemento - superficie secca
Pneumatici su Cemento - superficie
umida
Pneumatici su Asfalto
coefficiente di attrito
statico
dinamico
s
d
0,1
0,6
0,1
0,05
0,4
0,05
1,0
0,9
1,0
0,7
0,8
0,7
0,7
0,5
0,6
0,4
MACCHINA SEMPLICE = dispositivo che permette di
Equilibrare una Forza Resistente con una Forza Motrice
Il piano inclinato, la leva, la carrucola sono macchine
semplici
*
IL PIANO INCLINATO
Il piano inclinato è un dispositivo (macchina semplice) che
permette di spostare un oggetto (o grave=oggetto pesante
soggetto ovviamente a gravità) da una quota ad un’altra
effettuando percorsi inclinati. Per spostare i gravi in
verticale si usa ad esempio la carrucola.
Le caratteristiche geometriche del piano inclinato riportato
in fig.3 sono relazionate dal teorema di Pitagora
l2
b2
h2
Il sistema forze è così relazionato:
T
h
Fp
l
N
b
Fp
l
Far
K ar N