Forze di attrito (2)

La maggior parte delle considerazioni che sono state fatte finora — in particolare quelle relative all'energia, al lavoro, alle macchine — sono valide solo se si conviene di ritenere inesistenti le resistenze passive. Ciò contrasta con la realtà, ma serve perfettamente allo scopo di semplificare lo studio in prima approssimazione, salvo tenerne conto dopo l’acquisizione dei principi fondamentali.
È giunto adesso il momento di affrontare esplicitamente l’esistenza di quelle cause oppositrici del moto che finora avevamo convenuto di ignorare.
A questo proposito distingueremo due grandi classi di resistenze passive: gli attriti, i quali nascono dal contatto tra i corpi, e la resistenza del mezzo, che si sviluppa tra i corpi e l’ambiente nel quale si muovono.
Le azioni molecolari che si manifestano tra i corpi a contatto sono le cause dell’attrito di strisciamento, il quale esiste anche quando il corpo è fermo e si manifesta durante il moto mediante la dissipazione in calore di una parte dell’energia disponibile.
Si distinguono due tipi fondamentali di attrito: l’attrito radente, che si manifesta tra due superfici che strisciano senza rotolare, e l’attrito volvente, che si manifesta tra un corpo e la superficie sulla quale rotola senza strisciare.
E facile constatare che, a parità di altre condizioni, l’attrito volvente risulta assai meno gravoso del radente, per cui si tende a evitare quest’ultimo ricorrendo il più possibile al rotolamento invece che allo strisciamento (cuscinetti a sfere, per esempio).
Attrito radente.
Sull'attrito radente influiscono la natura dei corpi a contatto (ossia le sostanze che li compongono) e lo stato di levigatezza delle superfici. Ha grande importanza l’interposizione di particolari sostanze, i lubrificanti, mediante le quali si riduce fortemente il valore dell’attrito.
Il valore dell’attrito radente viene calcolato moltiplicando la forza N perpendicolare alle superfici per un coefficiente f, che si determina sperimentalmente.
L’estensione delle superfici a contatto non ha influenza sulla resistenza d’attrito radente, a meno che non si raggiungano casi limite di superfici ridotte ad una lama o ad un punto. Ha invece influenza la velocità di scorrimento: l’attrito di primo distacco è di solito elevato (il coefficiente / sale a valori da 1,5 a 3 volte quelli indicati), poi si ha un attrito costante fino a velocità di circa 5 m dopo di che la resistenza diminuisce notevolmente.