Vulplasir ha scritto:mi sembra di aver capito leggendo la teoria che la forza di attrito di un oggetto che rotola ( che abbia o meno un accelerazione ) è sempre diretta nel verso di "verso della rotazione" o sbaglio ?
Sbagliatissimo. Se un disco rotola liberamente a velocità costante (quindi senza accelerare), non ci può essere nessuna forza d'attrito agente sul disco, se no non andrebbe a velocità costante.
Confondere un modello con la realtà è come andare al ristorante e mangiare il menù
Vulplasir ha scritto:Il professore in classe ci disegnava un automobile e poneva la forza di attrito agente sulle ruote nel senso di rotazione.
Anche questo è sbagliato. Dipende da come sono le ruote, se sono motrici o condotte, come ha spiegato Shackle.
Io ho dato una risposta considerando un utente del liceo, chiedo venia in caso contrario
Vulplasir ha scritto:Quella immagine dell'auto è giusta solo se le ruote sono entrambe motrici, quindi l'attrito fa andare avanti la macchina, hai mai provato a partire in macchina su una strada ghiacciata o fangosa? Vedi che le ruote girano a vuoto ma la macchina non va avanti...perché non c'è attrito
Il moto della macchina è data dall'aderenza, non dall'attrito.
L'aderenza scaturisce dalla scabrezza, determinata dalle irregolarità superficiali, intrinseca di ogni superficie: infatti, quando due superficie si trovano a contatto le irregolarità dell'una trovano incastro con le irregolarità dell'altra, determinando complessivamente una resistenza allo scorrimento tanto più grande quando maggiore è lo stato di incastro. Senza aderenza si avrebbe un moto di
puro slittamento: tipo il caso da prospettato della macchina bloccata nella fanghiglia. Infatti, sercitando un'azione sterna sufficiente a far
scorrere tra loro le superfici, tale azione rompe il legame di incastri e viene meno l'aderenza: ne consegue uno scorrimento macroscopico, un moto relativo tra i due elementi a contatto.
Invece, qualora un veicolo richiedesse al contatto un'aderenza superiore al valore limite di aderenza che il vincolo è in grado di restituire verrebbe meno l'aderenza al contatto; quindi il moto sarà governato da una forza di attrito radente che, oltre ad avere un modulo inferiore rispetto all'aderenza limite, non ha una direzione principale rispetto alla quale il moto potrebbe essere indirizzato: quindi la direzione del moto risulta da quella della velocità nell'istante in cui il veicolo perde aderenza.
Vulplasir ha scritto:La forza di aderenza sussiste fino a quando il sistema delle forze esterne e delle reazioni è in equilibrio: condizione di quiete o di puro rotolamento; ovvero quando le due superfici di due corpi a contatto non scorrono una rispetto all'altra.
L'argomento non è di facilissima comprensione (anzi, su moltissimi testi di fisica la trattazione è errata), per capire bene la questione servono conoscenze di meccanica razionale e applicata
Faccio un piccolo sunto del
moto incipiente: ovvero quando un veicolo muta la sua condizione da quella di quiete a quella di moto.
Immaginate un veicolo, con una ruota di raggio $r$, in condizione di queiete su unpiano orizzontale, senza che vengano applicate forze esterne. L'equilibrio alla forza peso $vec(P)$ è garantito dalla rezione vincolare verticale $vec(R)$:
$y: qquad P-R=0$
Immaginiamo ora una forza orizzontale $vec(T)$ applicata al sistema. Fino a quando questa forza è piccola il veicolo non si
muove: l'equilibrio delle forze orizzontale è garantito dalla forza di aderenza $vec(F_(ad))$ restituita dal vincolo
${(x : qquad P-R=0),(y: qquad T-F_(ad)=0 ):}$
inoltre il momento della coppia che si determina tra forza di aderenza e forza traente $vec(M)_T$ è equilibrato dal momento $vec(M)_R$ che si genera per effetto di un'assimetria degli sforzi al contatto $sigma_R$ dovuta alla forza traente stessa
1:
$M: qquad Pdelta=F_(ad)r$
da notare che il momento generato dalla risultante degli sforzi al contatto risulta limitato poiché limitato è il suo braccio $delta$: infatti la direzione di $vec(R)$ deve ricadere internamente all'area di contatto stessa.
Dal momento in cui $vec(T)$ cresce a tal punto che l'assimetria degli sforzi al contatto è tale che la loro risultante abbia una direzione al limite teorico sulla frontiera dell'area di contatto, il momemnto dato dalla coppia di forza di aderenza e forza traente non può più essere equilibrato e pertanto la ruota inizia a muoversi in regime di
puro rotolamento:
${(x : qquad P-R=0),(y: qquad T-F_(ad)=0 ),(M : qquad Pdelta<F_(ad)r) :}$
