Le forze di attrito si manifestano come una resistenza offerta al moto di un corpo rispetto ad un altro.
L’attrito pur rappresentando un ostacolo al moto, fornisce in molti casi, le condizioni indispensabili per la produzione di certi movimenti, come camminare, fermarsi, ecc….
L’attrito si può avere tra due solidi, tra un solido e un fluido (liquido o aeriforme), tra due fluidi, ecc…..
Consideriamo il caso solido-solido, distinguiamo due casi: attrito radente e attrito volvente
Attrito radente
Se due corpi solidi sono in moto l’uno rispetto all’altro, ad esempio quando viene fatto strisciare un corpo sopra un piano di appoggio, si genera una forza, detta forza di attrito radente che ne ostacola il moto. Tale forza dipende dalle superfici in contatto.
Precisamente, la forza di attrito dipende dal tipo di materiale di cui sono costituite le due superfici a contatto (legno, plastica, asfalto, alluminio, ceramica), e cambia anche a secondo che esse siano levigate o scabre (lisce o ruvide), lubrificate o secche, pulite o sporche, bagnate o asciutte, ecc….
Far = forza di attrito radente
Fp = forza peso
F = forza applicata
Si abbia un corpo su di un tavolo, inizialmente soggetto solo alla forza peso Fp. Si tiri il corpo mediante un dinamometro con una forza F via via crescente.
Si nota che il corpo rimane fermo finché la forza F applicata non raggiunge un certo valore.
Tale valore ci da proprio la forza di attrito radente tra il blocco e il piano.
Nella figura notiamo che la forza di attrito radente Far è rappresentata sul piano di appoggio ed ha verso opposto alla forza F applicata.
La forza di attrito è indipendente dall’estensione della superficie a contatto.
Se ripetiamo l’esperimento con due blocchi poggiati l’uno sull’altro, si verifica che la forza diventa doppia. Analogamente, con tre blocchi, quattro ecc.., si ha una forza tripla, quadrupla ecc…
Se ne deduce quindi che la forza di attrito è direttamente proporzionale al peso del corpo poggiato.
Il coefficiente di attrito radente dipende dalla natura dei materiali dei corpi a contatto e dallo stato delle superfici.
La forza di attrito è quindi:
Far = μar * Fp
Spesso abbiamo notato che quando vogliamo spostare un oggetto su di un piano, inizialmente occorre una forza maggiore, quando si muove invece la forza necessaria a tenerlo in moto è minore.
Da ciò possiamo dedurre che il coefficiente di attrito durante il moto assume un valore minore di quello che si ha all’inizio del movimento.
Il coefficiente di attrito che si ha inizialmente è detto statico. Il coefficiente di attrito che si ha durante il moto è detto dinamico.
Attrito volvente
Fav = forza di attrito volvente
La forza che ostacola il rotolamento di un corpo su un piano di appoggio è chiamata forza di attrito volvente.
Si trova sperimentalmente che questa forza è direttamente proporzionale alla forza peso del corpo che rotola ed inversamente proporzionale al raggio r .
Il coefficiente di attrito volvente, dipende dalla natura dei corpi a contatto e dallo stato delle loro superfici.