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LE RELAZIONI TRA FORZA E MOVIMENTO
UNITÀ 7
Durante il rotolamento, l’effetto dovuto alle
irregolarità delle superfici è ridotto, poiché la
zona di contatto tra le due superfici è molto
piccola e non viene trascinata
[
23
]
.
Fin dall’antichità, l’uomo ha scoperto i van-
taggi offerti dal rotolamento dei corpi; si
spiega così l’importanza che ha avuto l’inven-
zione della
ruota
e di tutte le applicazioni derivate da essa.
Un esempio è dato dai
cuscinetti a sfere
, usati in tutte le
strutture meccaniche, come i motori, per collegare gli alberi
ruotanti ai loro supporti
[
24
]
.
Le ricerche tecnologiche per una diminuzione degli attriti
nelle macchine sono molto importanti per due motivi:
permettono di ottenere una
minore usura
dei materiali a
contatto;
permettono di esercitare
forze minori
per ottenere il movi-
mento: quindi, determinano un minore spreco di energia.
•
v
•
v
F
a
F
a
Un cilindro sdraiato su un piano inclinato
ha un attrito molto inferiore di quando lo si
appoggia sulla base.
23
Anche le ruote di pattini e
skateboard contengono
cuscinetti a sfera.
I
cuscinetti a sfera
trasformano un
contatto strisciante
in un contatto volvente,
riducendo fortemente l’attrito.
24
24
Perché esistono le forze di attrito?
a
L’attrito è causato dalla forza di gravità.
b
Le forze di attrito sono causate dalle irregolarità pre-
senti in tutte le superfici e dall’attrazione esistente
fra le particelle costituenti dei materiali.
c
Non è possibile determinare la causa delle forze di
attrito.
d
L’attrito è causato dall’inerzia dei corpi.
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Vero o falso?
a.
L’attrito è di tipo statico quando si genera
fra corpi a contatto che sono in movimento.
V
F
b.
L’attrito dinamico si genera quando due
corpi a contatto si muovono l’uno rispetto
all’altro.
V
F
c.
L’attrito dinamico ha sempre un’intensità
maggiore rispetto a quello statico.
V
F
STOP
&
GO
PER DISEGNATORE:
RIFARE
Una semplice esperienza, eseguibile in classe, consente
di studiare gli effetti dell’inerzia e dell’attrito: basta munirsi
di un righello lungo almeno 50 cm e di una moneta.
Procedimento
Appoggia la moneta su un’estremità del righello, a sua
volta appoggiato su un tavolo e impugnato all’altra
estremità.
Tira il righello con un colpo secco: la moneta cadrà sul ta-
volo, rimanendo nella posizione in cui si trovava da ferma.
Dopo aver riposizionato righello e moneta, tira il righello
delicatamente; la moneta rimarrà in appoggio su di esso.
A questo punto, arresta bruscamente il righello: la mo-
neta proseguirà (per uno spazio limitato) il movimento
precedente.
Riflettiamoci su
Nel primo caso, la forza comunicata al righello non
riesce a trasmettersi anche alla moneta. Infatti, a cau-
sa dell’elevata accelerazione, la forza necessaria per
spostare la moneta è maggiore della forza d’attrito che
lega la moneta al righello. Così, la moneta rimane nel
suo stato di quiete iniziale.
Nel secondo caso, l’accelerazione è minore, perciò
l’attrito riesce a trattenere la moneta sul righello.
Infine, l’arresto del righello provoca una forte decele-
razione. La forza necessaria per arrestare la moneta
è nuovamente maggiore del suo attrito, e la moneta
prosegue il suo moto per inerzia.
Per esercitarti
Non è necessario essere dei prestigiatori per la riuscita
di questa esperienza; tuttavia, molti giochi di prestigio
sono basati sui fenomeni che hai osservato. Sapresti
portare degli esempi?
Un piccolo gioco di prestigio
FISICA
IN AZIONE
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