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SEZIONE 3
IL MOVIMENTO E LE FORZE
Ecco perché slittare con un’automobile a ruote ferme sull’asfalto ba-
gnato è più pericoloso che sull’asfalto asciutto; slittare sul ghiaccio lo
è ancora di più!
Tabella 2 - Coefficienti di attrito radente.
Superfici a contatto
µ
s
attrito statico
µ
d
attrito dinamico
Ferro-ferro
1,10
0,15
Gomma-asfalto asciutto
0,85
0,70
Gomma-asfalto bagnato
0,70
0,50
Gomma-ghiaccio
0,20
0,10
Legno-ghiaccio
0,30
0,15
Legno-legno
0,55
0,35
Il disco usato nelle partite di hockey su ghiaccio è di
gomma e ha una massa di 170 g. Scivola facilmente sul
ghiaccio, grazie al coefficiente di attrito molto ridotto tra
gomma e ghiaccio.
a.
Qual è la forza di attrito radente che subisce il disco
durante il suo scivolamento?
b.
Se il disco è lanciato alla velocità di 50 km/h, quanto
spazio percorrerebbe, prima di fermarsi?
Dati e incognite
a.
m
170 g 0,17 kg
F
a
?
b.
v
i
50 km/h 50/3,6 m/s 13,9 m/s
D
s
?
Procedimento
a.
Il peso del disco è:
P
m
9,8 N/kg 0,17 kg
9,8 N/kg 1,67 N
Il coefficiente di attrito
radente dinamico tra
gomma e ghiaccio è
µ
d
0,1 (vedi tab. 2).
Quindi, la forza di attrito
radente che subisce il
disco sul ghiaccio è:
F
a
µ
d
P
0,1
1,67 N 0,167 N
Questa forza si oppone al moto, quindi va presa con
segno negativo:
F
a
– 0,167 N.
b.
L’attrito provoca una decelerazione del disco, che si
ottiene con la legge fondamentale della dinamica:
a
– 0,167 N
0,17 kg
– 0,98 m/s
2
Lo spazio percorso dal disco per fermarsi si ottiene con
la formula dello spazio di frenata:
D
s
– v
1
2
2
a
(13,9 m/s)
2
2 (– 0,98 m/s
2
)
98,6 m
Risultati
a.
Durante lo scivolamento, il disco subisce una forza
d’attrito radente (dinamico) di 0,167 N.
b.
Lanciato a 50 km/h, potrebbe scivolare per quasi 99 m,
prima di fermarsi (ma i campi da hockey sono più corti!).
A
TTENZIONE
Dopo che è stato lanciato, il disco è sottoposto solo alla
forza di gravità (equilibrata dalla reazione vincolare del
piano d’appoggio) e alla forza d’attrito.
Giochiamo a hockey su ghiaccio
GIRO DI PROVA
L’attrito volvente
All’inizio del paragrafo 5 abbiamo fatto l’esempio di come, per ridurre
l’attrito tra gli ingranaggi di un motore, se ne possano lubrificare le
superfici.
Tuttavia, la riduzione dell’attrito ottenuta lisciando o lubrificando due
superfici a contatto è limitata.
Una maggiore riduzione dell’attrito si ottiene quando una superficie
rotola
sull’altra senza strisciare; in queste situazioni si manifesta l’attrito
volvente
:
l’
attrito volvente
è la forza di attrito che si manifesta quando si
ha il
rotolamento
di una superficie rispetto a un’altra; a parità di
condizioni (peso del corpo e tipo di superfici a contatto) è molto
minore di quello radente.
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