Esercizio Che tipo di scarpe (in termini di attrito statico) dovrebbe indossare un operaio per trascinare una cassa più pesante del peso dell'operaio medesimo? Soluzione
Fissiamo innanzitutto la simbologia:
M massa inerziale della cassa;
m massa inerziale dell'operaio. Per ipotesi è m < M;
µs coefficiente di attrito statico tra la cassa e il pavimento.
µ's coefficiente di attrito statico tra le suole delle scarpe dell'operaio e il pavimento.
Fig. 1. La fune f trattiene un corpo (schematizzato da un punto materiale) appoggiato su un piano inclinato di un angolo α.
Su un piano inclinato di un angolo α sull'orizzontale, un corpo C di massa m è trattenuto mediante una fune f, come illustrato in fig. 1.
Determinare la forza esercitata da f su C nell'ipotesi di attrito trascurabile.
Se µs è il coefficiente di attrito statico, determinare la minima forza che f deve esercitare su C affinché quest'ultimo resti in quiete.
Dati numerici: α=π/4, m=50kg ,µs=0.4.
Soluzione
Assumiamo un sistema di assi cartesiani ortogonali orientati come in fig. 1. In ambedue i casi (senza e con attrito) la componente normale della forza peso (cioè secondo l'asse y) è equilibrata dalla reazione vincolare RN:
In assenza di attrito affinché C resti in quiete la forza F esercitata dalla fune deve uguagliare la componente tangenziale della forza peso:
In presenza di attrito il vincolo esercita una reazione tangenziale: