Concetti Chiave
- Le resistenze passive si dividono in resistenza del mezzo e attrito, con quest'ultimo classificato in interno (viscosità) ed esterno (radente e volvente).
- L'attrito radente si oppone al moto di un corpo che scivola su un altro e dipende dall'intensità della forza premente e dalla natura delle superfici a contatto.
- L'attrito non dipende dall'estensione della superficie di contatto, poiché le rugosità e il numero di contatti si compensano tra loro.
- L'attrito statico è superiore a quello dinamico perché richiede di vincere le rugosità di superficie per avviare il movimento.
- Per ridurre gli attriti, si possono utilizzare cuscinetti a sfere, levigare e lubrificare le superfici, e preferire contatti tra materiali diversi.
Indice
Resistenze passive - gli attriti
Si definisce resistenza passiva ogni forza che ostacola il moto di un corpo.
Esse vengono classificate in due grandi gruppi
- Resistenza del mezzo
- Attrito
L’attrito inoltre può essere interno o esterno e quest'ultimo radente e volvente.
Il primo tipo di resistenza passiva è oggetto di studio della fluidodinamica.
La resistenza del mezzo si manifesta quando un corpo solido si muove all'interno di un corpo fluido (liquido o aeriforme)
L'attrito interno è la resistenza che invece incontrano le molecole di un fluido nell'atto di scorrere le une rispetto alle altre questa resistenza viene definita viscosità ed è sempre oggetto della meccanica dei fluidi.
Rientrano invece nella dinamica gli attriti esterni cioè le resistenze che un corpo incontra quando si muove su di un altro corpo strisciando (attrito radente), o rotolando (attrito volvente).
L’attrito radente è definito perciò come la forza che si oppone al moto di un corpo che scivola su di un altro corpo. Ad esempio se noi prendiamo un pacco di libri e lo appoggiamo sul piano del tavolo la sola forza agente, il peso dei libri, è equilibrata dalla reazione vincolare del piano d'appoggio quindi la risultante delle forze applicate è nulla e tutto è fermo. Ora spingiamo i libri con una mano in direzione orizzontale in questo modo essi iniziano a scorrere sul piano del tavolo, la forza applicata inizialmente serve per imprimere ai libri, che hanno una certa inerzia, una accelerazione che permette ai libri di passare dallo stato di quiete ad uno stato di moto caratterizzato da una certa velocità di intensità
Cosa ci rivela l'esperienza? Che esistono delle forze che si oppongono al movimento!!
Dalla legge fondamentale della dinamica sappiamo che per fermare un corpo in movimento è necessario applicare una forza che sia in grado di imprimere ad esso una accelerazione di verso contrario al verso del moto, nel nostro esempio noi non abbiamo applicato ai libri alcuna forza di questo tipo però si sono fermati!!
La forza frenante da chi è stata esercitata?
Da forze che si manifestano nel sistema libri-tavolo solo nel momento in cui inizia lo scorrimento. Trascurando la resistenza dell'aria il complesso di tali forze prende il nome di attrito radente. La forza che dobbiamo applicare se vogliamo che i libri in movimento mantengano la velocità costante
Il valore dell' attrito radente è regolato da una legge determinata sperimentalmente cioè l'intensità dell’attrito radente è direttamente proporzionale all'intensità della forza premente quindi:
Quali sono le cause che originano le forze di attrito radente?
Noi sappiamo che tutti i corpi sono costituiti da aggregati di particelle e queste sono legate le une alle altre da forze di coesione queste forze si manifestano anche tra particelle di differente natura e in questo caso vengono dette forze di adesione naturalmente la loro intensità è minore rispetto alle forze di coesione. L'attrito è dovuto proprio all'attrazione tra le particelle che appartengono a corpi diversi in corrispondenza delle superfici di contatto.
Perché l'attrito è direttamente proporzionale all'intensità della forza premente?
Osserviamo che maggiore è la forza premente, ad esempio il peso dell'oggetto, più compenetrate tra loro sono le scabrosità ovvero le rugosità delle superfici a contatto e quindi le particelle essendo più vicine si attraggono con forza maggiore.
Perché l'attrito non dipende dall'estensione della superficie di contatto?
A parità di peso un corpo appoggiato esercita su ogni unità di superficie, ad esempio ogni centimetro quadrato, una forza premente tanto più grande quanto più piccola e la superficie di appoggio quindi se la superficie di appoggio è piccola le scabrosità sono molto compenetrate e quindi le particelle a contatto essendo vicine si attraggono con notevole forza; se la superficie di appoggio é grande le scabrosità sono meno compenetrate però sono in numero maggiore perché abbiamo considerato un'area maggiore e le particelle di due corpi a contatto sono comunque meno vicini di prima ma il loro numero è maggiore e quindi i fattori, sfavorevoli e favorevoli all'attrito radente, si compensano in tal modo l'attrito risulta sempre lo stesso.
L'attrito statico è l'attrito che si incontra quando si vuole mettere in moto un corpo da fermo. L’attrito dinamico si incontra quando il corpo è in moto. L’attrito statico è superiore a quello dinamico ciò è dovuto al fatto che quando il corpo e fermo le sue scabrosità possono compenetrarsi con quelle del piano d'appoggio molto meglio di quanto non possono fare durante il movimento quindi in condizione di incipiente movimento la forza di attrito statico deve vincere anche le scabrosità e quindi dare l'impulso al moto; appena il corpo ha iniziato a muoversi, superata la barriera delle scabrosità di superficie del corpo l’attrito diventa dinamico.
L'attrito volvente invece è definito come la forza che si oppone al moto di un corpo che rotola su di un altro corpo, l’intensità dell'attrito volvente è direttamente proporzionale all'intensità della forza premente F, ed inversamente proporzionale al raggio R del corpo che rotola.
La sua intensità è determinata sperimentalmente attraverso la relazione:
Osservazioni sugli attriti
Essendo gli attriti strettamente influenzati dalla natura delle superfici, è evidente che questi non possono mai essere completamente eliminati si possono tuttavia ridurre sfruttando opportunamente le loro leggi.
Si possono sostituire gli attriti radenti con quelli volventi, attraverso l’uso di cuscinetti a sfere, inoltre è conveniente mettere a contatto corpi di natura differente avendo cura di levigare bene le superfici è di lubrificarle.
Ricordiamo infine che in assenza totale di attriti, per una persona non sarebbe possibile camminare.
Domande da interrogazione
- Che cosa si intende per resistenza passiva?
- Qual è la differenza tra attrito radente e attrito volvente?
- Da cosa dipende l'intensità dell'attrito radente?
- Perché l'attrito non dipende dall'estensione della superficie di contatto?
- Come si può ridurre l'attrito?
La resistenza passiva è una forza che ostacola il moto di un corpo, classificata in resistenza del mezzo e attrito, quest'ultimo può essere interno o esterno.
L'attrito radente si oppone al moto di un corpo che scivola su un altro, mentre l'attrito volvente si oppone al moto di un corpo che rotola su un altro.
L'intensità dell'attrito radente è direttamente proporzionale all'intensità della forza premente e dipende dalla natura delle superfici a contatto, ma non dalla loro estensione.
L'attrito non dipende dall'estensione della superficie di contatto perché, a parità di peso, le forze prementi si compensano tra superfici piccole e grandi, mantenendo costante l'attrito.
L'attrito può essere ridotto sostituendo gli attriti radenti con quelli volventi, utilizzando cuscinetti a sfere, levigando e lubrificando le superfici a contatto.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
