Forza di attrito dinamico: coefficiente, esempi
La forza di attrito dinamico è una forza resistente che si manifesta quando un corpo è in movimento su una superficie. Essa è inferiore alla forza di attrito statico in quanto, a causa della velocità del corpo in movimento, non si verificano le forti interazioni tra i due corpi dovuti alla loro rugosità. La rugosità è la proprietà che ha una superficie di un corpo costituita da piccole imperfezioni che si presentano generalmente in forma di solchi o scalfitture, di forma, profondità e direzione variabili.
La forza di attrito dinamico o cinetico segue le stesse leggi dell’attrito statico è:
- approssimativamente indipendente dalla superficie di contatto tra i due corpi
- proporzionale alla forza normale o reazione vincolare che è diretta verso l’alto.
Inoltre la forza di attrito dinamico è pressoché indipendente dalla velocità relativa con cui le due superfici si muovono l’una rispetto all’altra. Essa dipende dalla natura del materiale
Coefficiente di attrito dinamico
A seconda del tipo di materiale vi è un coefficiente di attrito dinamico μc dato dal rapporto tra il modulo della forza di attrito dinamico e il modulo della forza normale. Quest’ultima, detta reazione vincolare ha lo stesso modulo della forza peso ma è diretta verso l’alto
Pertanto si può scrivere:
μc = fc/N
Il coefficiente di attrito dinamico è dato dal rapporto tra due forze ed è quindi un numero adimensionale.
La forza di attrito cinetico è quindi espressa dall’equazione:
fc = μc ·N
La forza di attrito cinetico e la forza normale sono dirette perpendicolarmente l’una all’altra.
Esempio
Il caso più semplice che si può presentare è quando un corpo è sottoposto a una forza su una superficie piana.
Ad esempio per un corpo di massa 2 kg spinto su una superficie orizzontale in cui il coefficiente di attrito dinamico è pari a 0.4 s si può calcolare il coefficiente di attrito.
Infatti:
N = m· g = 2 kg · 9.8 m/s2 = 19.6 N
Essendo g l’accelerazione di gravità
Pertanto la forza di attrito dinamico è pari a:
fc = 0.4 · 19.6 N = 7.84 N
