FORZA DI ATTRITO Reazioni vincolari: a causa dell'interazione sistema/ambiente, una massa può essere sottoposta all’azione di una forza di reazione che tende ad opporsi alla variazione di moto della massa e tale forza è detta reazione vincolare. Essa si esplica secondo una forza che tende ad annullare l'azione della forza applicata (o della risultante delle forze applicate): stesso modulo, ma verso opposto. Corpo libero: in una determinata regione di spazio, il corpo può occupare uno qualsiasi dei punti seguendo uno dei qualunque spostamenti geometricamente possibili. Corpo vincolato: a causa di un qualche vincolo, risulta impedito uno dei possibili spostamenti geometrici. Reazione vincolare: forza con direzione coincidente con quella di uno spostamento geometrico totalmente proibito e verso opposto a tale spostamento. Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it

Un corpo appoggiato su una superficie scabra esercita un’azione che viene contrastata dalla reazione che la superficie esercita sul corpo. Per il III principio della dinamica (azione/reazione) le due forze hanno identico modulo, direzione normale al piano tangente al corpo nel punto di contatto con la superficie di appoggio e verso opposto. Nel caso di una superficie orizzontale e di una inclinata (in presenza del campo gravitazionale) si ha il seguente diagramma corpo libero Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it

Considerare un corpo di massa m appoggiato su una superficie orizzontale scabra e sottoposto all’azione di una forza costante (parallela alla superficie). Si possono avere due differenti casi: caso statico: la forza attiva applicata non determina alcuna variazione di moto (il corpo resta ferma). Il coefficiente di attrito è detto statico (fs) ed si ha la rappresentazione Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it

Caso dinamico: la forza attiva applicata ha modulo maggiore di quello della forza di attrito (il corpo subisce una variazione di moto) ed il coefficiente di attrito è detto dinamico (fd) e si ha la rappresentazione Attenzione: il coefficiente di attrito è un numero compreso fra zero ed uno, quindi il modulo della forza di attrito e sempre minore di quello della reazione normale della superficie sul corpo. La lunghezza del vettore forza di attrito deve essere sempre minore di quella della reazione normale. Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it

Si consideri una massa m, ferma su una superficie orizzontale scabra: applicando una forza costante e parallela alla superficie, l’andamento sperimentale del coefficiente di attrito f (ordinata) in funzione della forza applicata F (ascissa) presenta un andamento discontinuo. Per un determinato valore F*, che dipende dalle caratteristiche del materiale costituente il piano, la forza applicata F determina lo spostamento del corpo sul piano (in tale situazione il valore del coefficiente fd ha un andamento sufficientemente costante. Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it

quando F = F*, il corpo si muove di moto rettilineo uniforme; quando il valore della forza applicata inizia a crescere, fino ad eguagliare il valore F*, il coefficiente di attrito cresce linearmente dal valore nullo al massimo valore fs e la massa non si muove (il coefficiente di attrito è detto statico); quando il valore della forza applicata supera il valore F*, il coefficiente di attrito si mantiene sufficientemente costante ed il corpo inizia a muoversi di moto accelerato (il coefficiente di attrito è detto dinamico); quando F = F*, il corpo si muove di moto rettilineo uniforme; la funzione f = f(F), rappresentata in figura, non è continua in quanto presenta un discontinuità proprio per il valore critico F*, in corrispondenza del quale il valore numerico (massimo) di fs è maggiore di quello fd. Sovente come coefficiente di attrito dinamico si assume il massimo valore di quello statico, cioè Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it Dipartimento di Fisica – Politecnico di Torino vittorio.mussino@polito.it Vittorio Mussino: vittorio.mussino@polito.it