Attrito
L'attrito nasce ogni volta che due corpi tentano di strisciare l'uno sull'altro o quando un corpo solido si muove all'interno di un fluido ( acqua, gas, ...).
Ci sono due tipi di attrito: L'attrito volvente (i corpi rotolano) e l'attrito radente(strisciano) e attrito viscoso (moto di un corpo all'interno di un fluido).
Attrito di rotolamento o volvente
agisce su i corpi sferici fermando l'oggetto messo in moto da una spinta al centro della sfera. Se l'attrito non esistesse la sfera non dovrebbe rotolare ma strisciare sulla superficie. Questo è dovuto dal fatto che tutti i corpi non sono completamente lisci ma seghettati. Cio deterrmina un incastro tra il corpo soggetto alla forza e il piano sul quale è l'oggetto. In seguito a causa delle forza impressogli il corpo spinge in avanti e l'attrito spinge nella direzione oppostaformando una coppia di forze che ha per risultato finale uno spostamento per rotolamento.
Attrito radente
aggisce su un corpo con base estesa con una controspinta in ogni punto della base di contatto e effetto finale è una l'apparire di una forza passiva che si oppone al moto e che chiameremo FORZA DI ATTRITO RADENTE.
Se lo spostamento avviene su un piano orrizontale l'attrito è direttamente proporzionale alla forza peso (non la massa), all'aumentare della forza peso aumenta anche l'altrito.
L'attrito è direttamente proporzionale anche al peso. Fa=K P
K va da 0 a 1 e dipende dal tipo di contatto.
Problema
Si consideri un corpo appoggiato ad un piano orizzontale e sottoposto
ad una forza diretta parallelamente al piano e di intensità
100 N. Sapendo che il coefficiente d'attrito vale K= 0,4 determinare
se il corpo si muoverà e in caso affermativo quanto vale l'accelerazione.
Il
corpo su un piano liscio e dritto è soggetto all'azione di 4 forze:
Il peso del corpo, che lo attira verso il centro della
terra.
La reazione vincolare, uguale ed opposta alla forza peso
La forza attiva che spinge il corpo
La forza attrito che si oppone alla forza attiva.
Le prime due forze si annullano perchè sone uguali
ed opposte.
- La forza d’attrito che si oppone al movimento
- La forza attiva di 100 N ( la forza che esercita una spinta )
La forza d’attrito spinge il corpo verso destra. La forza attiva
verso sinistra.
Risoluzione:
p= ( 0 N; - 20 x 9,81 N)
F = ( -100 N; 0 N)
Attrito = K p =0,4 ( 20 x 9,81 N;0 N)
= ( 78,4 N; 0 N)
Reazione vincolare = ( 0 N; 20 x 9,81 N)
R=F1+F2+F3+F4=([0+0–100+78,4] N;[-Mg+Mg+0+0]
N)
R=(-21,6 N;0 N)
Il movimento ha il verso della forza attiva, pertanto il corpo si
muove e possiamo calcolare l’ accelerazione.
A = R / M = ( - 21,6/20; 0/20 ) = ( - 1,08; 0 ) = - 1,08/ sec2
Problema n.2
Promemoria per il piano rettilineo inclinato:
Un corpo può scivolare sul piano.
La reazione vincolare è perpendicolare al piano.
La forza peso è verticale.
L'attrito è direttamente proporzionale non alla forza peso ma all'intensità della reazione vincolare normale al piano.
Tecnica pseudo scalare.
Su un piano inclinato che forma un angolo di 26° con la superficie
della terra, viene fatta scivolare una massa di 10 Kg. Sapendo che
il coefficiente d'attrito vale K = 0,2 , quanto vale la risultante
delle forze agenti?
Ricordiamoci che:
1) L’attrito si oppone sempre al moto
2) Il corpo può scivolare sul piano.
3) La reazione vincolare è perpendicolare al piano
4) La forza peso è verticale
5) L’attrito è direttamente proporzionale alla componente
normale della reazione vincolare
Forza residua ( se esistera l’ oggetto potrà scivolare sul piano)
La reazione vincolare è P cos α (componente perpendicolare al piano)
P residua (componente tangenziale) = P sen α
P normale (reazione vincolare) = P cos α
F tot = P sen α - attrito
F tot = P sen α – K P cos α
F tot = 10 x 9,8 x sen 26° - 0,2 x ( 10 x 9,8 ) x cos 26°
= 25, 34 N
Essendo positiva la forza risultante il corpo potrà scendere
di moto rettilineo uniformemente accelerato.
a = F/ M
a=2,534 m/sec