Fig. 2
Consideriamo un blocco in quiete su una superficie piana (cfr. fig.1).
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 µs è una grandezza adimensionale tale che
Dinamicamente, ciò si traduce nel fatto che il vincolo rappresentato dal piano orizzontale, esibisce oltre alla reazione normale RN una reazione tangenziale RT come illustrato nel seguente diagramma delle forze:
Per quanto precede, si ha:
La reazione vincolare RT è una forza che rappresenta l'attrito statico, e il coefficiente µs si chiama coefficiente di attrito statico. La condizione
esprime il moto incipiente, poiché per F>µsRN 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 φs definito da
illustrato in fig. 2. Fino a quando la reazione tangenziale RT è contenuta in Σ, il corpo rimane in quiete. Nella condizione di moto incipiente la reazione RT 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.
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