Lezione IIX

FISICA
Lezione VIII
M. Onorato
Dipartimento di Fisica Generale
Università di Torino
[email protected]
www.ph.unito.it/~onorato
I CORPI IN EQUILIBRIO
r
r r r
FTotale = F1 + F2 + F3 + .... = 0
SE IL CORPO NON E’ IN EQUILIBRIO, OSSIA
HA UN’ACCELERAZIONE, ALLORA:
!
r
r r r
r
FTotale = F1 + F2 + F3 + .... = ma
!
LE FORZE DI ATTRITO
L’attrito è una forza che si oppone al moto
Le forze di attrito sono molto importanti (ci permettono
per esempio di camminare)… in molte applicazione
si vorrebbe ridurre l’attrito
Da un punto di vista microscopico l’attrito risulta causato
da tanti piccoli legami temporanei tra punti di contatto
delle due superfici
Le forze di attrito esistono anche nei fluidi e vengono
chiamate forze viscose
ATTRITO NEL CORPO UMANO
Nelle giunture tra osso e osso (articolazioni) sono
presenti forze di attrito
Fortunatamente queste giunture sono ben
lubrificate dal liquido sinoviale
Questo lubrificante tende ad essere assorbito quando
la giuntura è ferma
ATTRITO STATICO E DINAMICO
ATTRITO STATICO E DINAMICO
RISULTATI SPERIMENTALI SULL’ATTRITO
• IL MODULO DELLA FORZA DI ATTRITO STATICO FRA
DUE SUPERFICI DI CONTATTO PUÒ ASSUMERE VALORI
DATI DA:
f s " c sn
dove la costante cs è detta coefficiente di attrito statico.
n è il modulo della forza normale alla superficie
!
RISULTATI SPERIMENTALI SULL’ATTRITO
• IL MODULO DELLA FORZA DI ATTRITO DINAMICO FRA
DUE SUPERFICI DI CONTATTO PUÒ ASSUMERE VALORI
DATI DA:
fd = cd n
dove la costante cd è detta coefficiente di attrito
dinamico
•I VALORI DEI COEFFICIENTI DI ATTRITO DALLA NATURA
DELLA SUPERFICIE
!
• LA DIREZIONE DELLA FORZA DI ATTRITO È OPPOSTA
AL MOTO
ALCUNI COEFFICIENTI DI ATTRITO:
Acciaio su acciaio
Legno su neve bagnata
Legno su neve asciutta
Ghiaccio su ghiaccio
Articolazioni uomini
cd=0.57
cd=0.1
cd=0.04
cd=0.03
cd=0.003
OGGETTO CHE SCIVOLA SU UN PIANO INCLINATO
IN PRESENZA DI ATTRITO (es. sciatore)
$ mgsin(" ) # f d = ma $ mgsin(" ) # c d mgcos(" ) = ma
%
%
& n # mgcos(" ) = 0
& n # mgcos(" ) = 0
AUTOMOBILE IN CURVA
Esercizio: Un auto di 1500 Kg che si muove su una strada
orizzontale piana, affronta una curva di 35 m di raggio. Se il
coefficiente di attrito statico tra le ruote e l’asfalto è di 0.5,
trovare la velocità massima che l’auto può mantenere per
affrontare con successo la curva.
2
#
v
% fs = m
$
r
%& n " mg = 0
"
v2
$c smg = m
#
r
$% n = mg
v = c sgr = 13.1 m/s
AUTOMOBILE IN CURVA PARABOLICA
FORZE DI ATTRITO TRA UN OGGETTO IN
MOVIMENTO E IL FLUIDO CIRCOSTANTE
UN OGGETTO CHE SI MUOVE ALL’INTERNO DI UN
FLUIDO E’ SOGGETTO AD UNA FORZA DI RESITENZA
DOVUTA AL FATTO CHE IL FLUIDO E’ VISCOSO
TALE FORZA SI OPPONE AL MOTO
• PER VELOCITÀ BASSE (MOTO LAMINARE) LA FORZA
DI RESISTENZA E’ PROPORZIONALE ALLA VELOCITÀ:
FR = cv
c È UNA COSTANTE CHE DIPENDE DAL MEZZO E
DALLE DIMENSIONI E DALLA FORMA DELL’OGGETTO.
!
• PER VELOCITÀ ALTE (MOTO TURBOLENTO) LA FORZA
DI RESISTENZA E’ PROPORZIONALE AL QUADRATO
DELLA VELOCITÀ:
1
2
FR = c R "Av
2
cR=0.29
cR=0.57
ESERCIZIO: SI CONSIDERI LA FIGURA SOTTO;
CALCOLARE IL COEFFICIENTE DI ATTRITO DINAMICO
SAPENDO CHE L’ACCELERAZIONE DEL DISCO
LUNGO L’ASSE x E’ DI 25 m/s2 E LA SUA MASSA
E’ PARI A 0.30 kg