Come calcolare la forza di attrito minima

Tramite: O2O 25/05/2021
Difficoltà: media
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Introduzione

La forza di attrito è una forza che si oppone al movimento di due corpi ed è uno degli argomenti cardine della fisica. Oggi si possono osservare degli esempi pratici di questo argomento nel mondo reale e per questo potrebbe risultare molto utile sapere come si può calcolare la forza di attrito. In fisica, quando le forze di attrito agiscono su una superficie inclinata, come una rampa, l'angolo della rampa inclina la forza normale in un angolo. La forza normale, N, è la forza che spinge contro un oggetto perpendicolare alla superficie dell'oggetto stesso. La forza normale non è necessariamente uguale alla forza di gravità ma può rappresentare la forza perpendicolare alla superficie di un oggetto scorrevole. In altre parole, la forza normale è la forza di spinta su due superficie, maggiore è la forza normale e più forte sarà la forza dovuta all'attrito.
È necessario combattere la forza di gravità e l'attrito per spingere un oggetto su una rampa. Generalmente, l'attrito si oppone sempre al movimento tra i materialiin questione). Ff è diretta e anti-parallela al moto relativo (se è presente). Ecco come calcolare la forza di attrito minima.

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Occorrente

  • Pc
  • Internet
  • libri di fisica
  • calcolatrice
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Eseguire la forza

L'attrito è una forza che si oppone al movimento. I fisici distinguono tra attrito statico, che agisce per mantenere un corpo a riposo, e attrito cinetico, che agisce per rallentare il suo movimento una volta che inizia a muoversi. La forza esercitata dall'attrito statico (Fs) è proporzionale alla forza perpendicolare esercitata da un corpo contro la superficie lungo la quale si sta muovendo, chiamata forza normale (FN). Il fattore di proporzionalità è chiamato coefficiente di frazione statica, che di solito è indicato dalla lettera greca mu con un pedice s (µs). La forza di attrito è visibile ogni giorno quando osserviamo un automobile che viene guidata su una strada asfaltata. L'asfalto la esercita sul mezzo facendo in modo che, in frenata, essa possa rallentare fino a quando non si ferma del tutto. Si tratta di energia statica quando si deve fare una piccola o minima pressione affinché l'oggetto si metta in moto.

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Eseguire la pratica

Un modo semplice per determinare ? s è quello di mettere l'oggetto in questione su un piano inclinato fatto dello stesso materiale della superficie si sta studiando. Aumenta gradualmente l'angolo di inclinazione fino a quando l'oggetto inizia a scivolare. Registra quell'angolo. Si può immediatamente trovare ? s , perché è uguale alla tangente dell'angolo. Volendo fare un esempio pratico, se si ha una massa pari a 30 chilogrammi e la si deve trascinare su un piano inclinato di 21°, quindi una salita, ci si chiede quale sarà l'energia minima di attrito che dovrà essere applicata. In questo caso il coefficiente di quella dinamica è pari a 0,25. La pressione minima parallela al piano che si deve avere può essere valutata solo osservando tutto ciò che agisce sull'elemento in movimento.

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Calcolare la massa

Per comprendere meglio il calcolo, ora ipotizziamo che il coefficiente in questo caso sia 0,27 relativamente ad un attrito radente tra una cassapanca di legno da 56 chilogrammi e il pavimento. La forza minima per poter trascinare la panca viene calcolata moltiplicando il valore pari a 0,27 per il peso. Il risultato che si ottiene applicando la formula Fa = u * P rileva come soluzione 1,5 *100 Newton. Questa è la potenza che deve essere esercitata per effettuare lo spostamento con il minor sforzo possibile. Ciò vuol dire che se non si arriva a questa soglia, è impossibile che il corpo si possa spostare.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • L'accelerazione del x -direzione, ma x , è uguale alla forza di gravità, che è massa per accelerazione di gravità ( g ) volte il seno dell'angolo ( ø ) formata in corrispondenza fulcro della pendenza.
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