Cause dell`attrito viscoso e volvente - Digilander

CAUSE DELL’ATTRITO VOLVENTE E VISCOSO
In altri appunti1 abbiamo trattato dell’attrito radente, descrivendo quali sono le cause che lo determinano.
Adesso spiegheremo quali sono le cause che generano l’attrito volvente e quello viscoso.
ATTRITO VOLVENTE
L’attrito volvente nasce tutte le volte che un corpo rotola su di una
superficie, come ad esempio la ruota di una bicicletta o un pallone
calciato via. Esso nasce in quanto qualsiasi oggetto posto su di una
superficie, per quanto leggero sia, spinge la regione su cui poggia
curvandola verso il basso. La spinta è maggiore dal lato di avanzamento
della ruota. In figura 1 è disegnata una ruota che poggia al suolo,
ruotando verso destra: essa preme sul suolo con una forza F1 (a destra) e
Figura 1
F2 (a sinistra). Per ciò che abbiamo già detto, F1 > F1 .
Per il Principio di Azione e Reazione il suolo applica una forza F1’ e
F2’ opposte a F1 e F2: poiché F1 > F2 ne segue che F1’ > F2’. Adesso
guardate il disegno: da che parte puntano rispettivamente F1’ e F2’? F1’
punta a sinistra, nel verso opposto al movimento: perciò è una forza
rallentante. F2’ punta a destra, nel verso del moto: è perciò una forza
accelerante. Poiché F1’ > F2’ la forza rallentante è maggiore di quella
accelerante e la ruota viene frenata.
ATTRITO VISCOSO
L’attrito viscoso si ha quando un corpo passa attraverso un fluido (liquido o gas): una barca che solca le
onde del mare, un uccello in volo, un paracadutista che si butta giù dall’aereo… tutti subiscono l’effetto
dell’attrito viscoso.
Una causa di attrito viscoso è la aderenza dovuta ella
resistenza viscosa. Essa è dovuta, come suggerisce il nome
stesso, alle forze viscose che si scambiano il corpo ed il
fluido entro cui si muove il corpo. Se infatti il fluido è
viscoso, le particelle di fluido a contatto con il corpo
dovranno essere in moto con il corpo (condizione di
aderenza). Il corpo quindi eserciterà sulle particelle di fluido
più prossime ad esso un'azione accelerante. Per il principio
di azione e reazione, il fluido quindi eserciterà sul corpo
un'azione frenante (vedi figura 2).
Figura 2: la piastra sospesa in acqua (in alto)
trascina con sé il fluido direttamente a contatto.
A sua volta, questo fluido trascina il fluido
sottostante… e così via. Perciò la piastra spinge
verso destra il fluido che, per reazione, rallenta
verso sinistra la piastra.
Esiste una seconda causa di attrito viscoso: la resistenza di scia. Guarda la figura 3: è evidente che, quando
il corpo incontra il fluido, le linee di corrente, inizialmente parallele, devono essere spostate di lato. Questo
spostamento è provocato da una spinta che richiede una forza da parte del
corpo. Per reazione il corpo risente di una forza uguale e contraria che lo
spinge all’indietro, rallentandolo (vedi il disegno fatto in classe).
Figura 3
1
All’opposto, quando le linee di corrente si richiudono posteriormente
spingono il corpo in avanti, accelerandolo (vedi il disegno fatto in classe).
Però le linee di corrente posteriori non avvolgono completamente l’oggetto
ma scorrono più lontane: perciò la loro spinta è minore di quelle anteriori e
di conseguenza la spinta che il corpo in movimento riceve in avanti è minore
di quella che riceve all’indietro e così esso complessivamente riceve una
spinta frenante.
Negli appunti “FORZA DI ATTRITO”