ESTENSIONE ON LINE
Gli attriti
Gli attriti sono delle forze che si oppongono al movimento di due corpi. Essi posso essere di tipo statico o dinamico. Per comprendere il concetto consideriamo un blocco
solido posato su un piano: il blocco dovrà essere spinto con una forza considerevole
per farlo scivolare. Ciò accade perché le due superfici – quella del piano e quella del
blocco solido – sono in contatto. Le due superfici, infatti, anche se ai nostri occhi
sembrano lisce, sono in realtà scabre a livello microscopico, il che causa, appunto,
la presenza dell’attrito. Fino a che il blocco sul piano non si muove l’attrito è di tipo
statico ed è dato dalla seguente relazione:
Fas = μs ∙ N
Dove μs è il coefficiente di attrito statico e N la forza normale, cioè la reazione vincolare tra il peso (m ∙ g) del solido e il piano. Il vettore di N ha direzione opposta alla forza
peso che preme sul piano. Quando il solido comincia a muoversi la forza di attrito
diviene dinamica:
Fad = μd ∙ N
I coefficienti di attrito (μs e μd) sono adimensionali (numeri puri senza unità di misura). Per le stesse superfici a contatto il coefficiente di attrito statico (μs) è maggiore di
quello dinamico (μd), quindi la forza di attrito statico è maggiore di quella dinamica.
Un interessante esempio della comparazione tra attrito statico e attrito dinamico è
rappresentato dalla frenata di un autoveicolo. Se ad esempio un’automobile frena e le
ruote non si bloccano il rotolamento delle ruote sull’asfalto produce un attrito di tipo
statico. Se invece le ruote si bloccano l’attrito diviene dinamico.
Quando le ruote non si bloccano, la frenata può considerarsi un moto uniformemente
decelerato per cui:
v2 = v02 - 2ax
dove v è la velocità finale, v0 la velocità iniziale, a la decelerazione e x lo spazio di frenata. Ponendo v0 = 0 perché la vettura si ferma si ha:
v2 = -2ax → x = -(v2/2a)
La forza di attrito statico è data dalla seguente relazione:
Fas = μs ∙ N
Nel caso in questione la forza normale N è uguale al peso della vettura P:
N=P=m∙g
quindi si ha:
m=P/g
per cui il coefficiente di attrito statico diviene:
μs = Fas / N = Fas / P
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ESTENSIONE ON LINE
La forza di attrito statico ha verso opposto al moto ed è uguale a:
-Fas = m ∙ a = (P / g) ∙ a
per cui la decelerazione a diviene:
a = -g ∙ (Fas / P) = -g ∙ μs
Sostituendo il valore trovato di a nella:
x = -(v2 / 2a)
si ottiene lo spazio di frenata x:
x = -v02 / 2° = v02 / (2g ∙ μs)
Siccome il coefficiente di attrito statico (μs) è maggiore di quello dinamico (μd) lo spazio di frenata nel caso di bloccaggio delle ruote è maggiore rispetto al caso di una frenata senza bloccaggio delle ruote. Da questa considerazione nasce tecnologicamente
il sistema ABS (sistema antibloccaggio delle ruote) oggi obbligatorio su tutte le auto.
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