» Esercizi svolti di Matematica e Fisica

[¯|¯] Coefficiente di attrito statico. Coefficiente di attrito dinamico. Cono d'attrito

Marzo 13th, 2017 | by Marcello Colozzo |

---

Consideriamo un blocco in quiete su una superficie piana (cfr. fig.1).

Schematizziamo tale blocco attraverso un punto materiale di massa m. E dal momento che si trova in quiete, segue che la risultante delle forze applicate è nulla. In particolare, la forza peso P=mg è equilibrata dalla reazione vincolare Rsub>N:

Applichiamo ora al corpo una forza F parallela la piano di appoggio. L'esperienza mostra che il corpo rimane in quiete fino a quando il modulo di F verifica una limitazione del tipo:

dove µ_s è una grandezza adimensionale tale che

Dinamicamente, ciò si traduce nel fatto che il vincolo rappresentato dal piano orizzontale, esibisce oltre alla reazione normale R_N una reazione tangenziale R_T come illustrato nel seguente diagramma delle forze:

Per quanto precede, si ha:









La reazione vincolare R_T è una forza che rappresenta l'attrito statico, e il coefficiente µ_s si chiama coefficiente di attrito statico. La condizione

esprime il moto incipiente, poiché per F>µ_sR_N si verifica il "distacco" e il corpo inizia a muoversi. Tali formule si prestano a una notevole interpretazione geometrica. Sia Σ il semicono di vertice il punto materiale e angolo di semiapertura φ_s definito da

illustrato in fig. 2. Fino a quando la reazione tangenziale R_T è contenuta in Σ, il corpo rimane in quiete. Nella condizione di moto incipiente la reazione R_T giace sulla falda del cono. Chiamiamo Σ cono d'attrito.
Il corpo inizia a muoversi per

Tuttavia affinché si realizzi un moto rettilineo ed uniforme, è necessario applicare una forza di modulo

cioè minore della forza di attrito statico, ma comunque maggiore di zero. Quindi

In altri termini, il vincolo esibisce una forza d'attrito anche in condizioni dinamiche e il corrispondente coefficiente adimensionale

si chiama coefficiente di attrito dinamico o di attrito radente.

Tags: coefficiente di attrito statico, cono d'attrito, reazione vincolare

Articoli correlati