Forza d'attrito

Attrito radente dinamico

Una volta che siamo riusciti a mettere in movimento la cattedra, la forza d'attrito non scompare dal momento che non possiamo pensare di aver eliminato del tutto le irregolarità tra le superfici a contatto. Permane una forza d'attrito dinamica, proporzionale al peso del corpo: F_d = μ_d · F_P. Quello che cambia è il coefficiente di attrito: il coefficiente d'attrito dinamico risulta essere infatti sempre minore rispetto al caso statico: μ_d < μ_s.

Per fissare le idee, riportiamo nella seguente tabella i valori medi dei coefficienti di attrito statico e dinamico per una serie di superfici a contatto:

Superfici a contatto	μs	μd
metallo - metallo	0.25	0.15
metallo - legno	0.5	0.4
legno - legno	0.55	0.35
pneumatici - strada	0.8	0.65
acciaio - ghiaccio	0.03	0.015
legno - neve	0.05	0.03

Prima di procedere, vogliamo fare una precisazione importante: la formula che abbiamo introdotto per l'attrito statico, F_s^max = μ_s · F_P, è corretta solo se non ci sono altre forze applicate al corpo oltre alla forza peso. In presenza di altre forze, la formula va modificata in F_s^max = μ_s · F_⊥, dove la forza-peso F_P è stata sostituita con F_⊥, componente perpendicolare al piano della forza totale applicata al corpo. Ad esempio, se premiamo con la mano sul corpo che vogliamo muovere andiamo ad aggiungere alla forza-peso un'altra forza perpendicolare e la forza d'attrito risulta di conseguenza maggiore. Questa considerazione vale anche nel caso dell'attrito dinamico per il quale la formula corretta diventa: F_d = μ_d · F_⊥. In particolare, se la forza esterna F è diretta verso il piano d'appoggio avremo che F_⊥ = F_P + F e la forza d'attrito aumenta: F_s = μ_s · (F_P + F). Se invece la forza esterna ha verso opposto rispetto alla forza-peso, allora F_⊥ = F_P - F e la forza d'attrito diminuisce: F_s = μ_s · (F_P - F).

Un'altra importante forma d'attrito è costituita dalla forza d'attrito volvente che si ha quando un corpo, ad esempio una ruota, rotola su un piano. In questo caso, l'intensità della forza d'attrito volvente si calcola mediante la formula F_v = μ_v · F_⊥ / r, dove μ_v è il coefficiente d'attrito volvente, F_⊥ è la forza perpendicolare al piano ed r è il raggio del corpo che rotola. In generale, la forza d'attrito volvente è minore sia della forza d'attrito radente statico che della forza d'attrito radente dinamico.