Come calcolare l'attrito volvente

L'attrito gioca un ruolo importante nel mondo industriale e anche nella vita di tutti i giorni. L'attrito è la resistenza allo scivolamento, al rotolamento o al movimento fluido di un oggetto a causa del suo contatto con un altro oggetto. Può essere vantaggioso (quando freniamo la macchina per fermarci) o dannoso (quando proviamo a guidare con un piede sul pedale del freno). Questo articolo si concentrerà sulla resistenza al rotolamento, un importante aspetto delle ruote industriali. La resistenza al rotolamento è una misura dell'effetto ritardante di una superficie del pavimento nell'interfaccia del battistrada / pavimento delle ruote. Alcune materie scolastiche sono purtroppo un vero e proprio incubo per gli studenti; lo scoglio maggiore da superare sono senza dubbio sicuramente le materie scientifiche dall'algebra alla fisica, dalla chimica alla matematica. Specialmente negli ultimi mesi di scuola (per i liceali) o negli ultimi giorni prima di un esame (per gli studenti universitari), colmare le ultime lacune è quasi una corsa contro il tempo e crescono ansia e paura di non farcela. Nella seguente guida, passo dopo passo, vedremo come calcolare l'attrito volvente.

• Pneumatico
• Pallina da tavolo
• Penna o matita
• Fogli a quadretti

Consideriamo uno pneumatico che rotola su una superficie piana. Il pneumatico si deformerà in una certa misura e tale deformazione causerà una certa resistenza al movimento di rotolamento. La superficie piatta potrebbe deformarsi, in particolare se è relativamente morbida. La sabbia è un buon esempio di superficie morbida e resistente al rotolamento. Andare in bicicletta attraverso una strada asfaltata è molto più facile che attraversare una spiaggia di sabbia bianca. La resistenza al rotolamento misura l'energia persa quando qualcosa viene arrotolata a una distanza specifica. Per attrito volvente si intende, in senso generale, quella forza di attrito che semplicemente si manifesta su un corpo che si muove su di un altro corpo senza strisciare (quindi rotolando), modificando, quindi, continuamente la superficie di contatto. Praticamente su questa forza ci sono alcune leggi generali, per esempio l'attrito volvente è proporzionale alla forza normale che agisce sulla superficie di contatto; è inversamente proporzionale al raggio del corpo che rotola, infine, esso dipende dalla natura e dallo stato dei due corpi a contatto.

Una prima formula che possiamo enunciare e che vale per il caso più semplice, cioè una pallina su un tavolo, è uguale a: M= bmg; dove M indica il valore delle forze di attrito volvente, mentre mg indica la forza gravitazionale che parte dal centro della pallina. Un'altra formula appena un po' più complessa per detterminare la forza di attrito volvente e che può essere estesa a più corpi rotolanti su qualsiasi superficie è: Fa= Nv x Fn/r, dove Nv è il coefficiente di attrito volvente con unità di misura in metri o centimetri; Fn è la componente normale sulla superficie di contatto e si calcola in Newton mentre r è il raggio del corpo che si calcola anch'esso in metri o centimetri.

Quando vediamo praticamente una palla rotolare su un campo di calcio o per strada non ci stupiamo più di tanto, perché è un'immagine che vediamo da sempre, ma dietro a questo movimento ci sono processi e fenomeni fisici che valgono la pena essere studiati. Ritornando alla palla lanciata su una superficie, vediamo che essa comincia a rotolare dopo una spinta, fin quando, in assenza di forze, comincia a rallentare fino a fermarsi del tutto per assenza di energia cinetica. Dagli studi sappiamo che la fine del movimento non dipende dall'attrito statico né dall'attrito del corpo su cui rotolano, ma entra in gioco un altro fenomeno, tipico e specifico di questi casi: l'attrito volvente.

• I calcoli devono essere eseguiti con la massima concentrazione.

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