Attrito
Il contatto fra due corpi
solidi determina una deformazione a carattere permanente o variabile in
dipendenza del
reciproco stato dinamico dei corpi stessi; questa deformazione comporta, su
scala microscopica, vibrazioni molecolari con conseguente produzione di calore
e di elettricità. Si tiene conto, nei calcoli, dei complessi fenomeni
microscopici prodotti da questa deformazione, introducendo la cosiddetta forza di attrito; essa agisce
tangenzialmente a ogni elemento della superficie di
contatto dei due corpi.
Lo spostamento relativo di due solidi in contatto si
può ridurre a una traslazione o slittamento
dei due solidi uno sull'altro, e a rotazioni attorno a un
asse giacente nel piano tangente comune od ortogonale a tale piano. Le prime
esperienze relative all'attrito furono eseguite da Coulomb nel 1781. La forza
di attrito radente è: 1.
indipendente dall'estensione delle superfici di contatto; 2. dipendente dalla
natura di tali superfici; 3. proporzionale alla forza esercitata da un solido sull'altro. L'angolo acuto la cui tangente
trigonometrica ha un valore pari al coefficiente di
attrito si dice angolo di attrito e
dipende soltanto dalla natura delle superfici a contatto. L'attrito dinamico è una forza
applicata al punto di contatto istantaneo e rivolta in verso opposto alla
velocità relativa; l'attrito in condizioni di moto è minore
dell'attrito in condizioni di equilibrio. L'attrito che nasce dal
rotolamento di un solido su un altro, o attrito volvente, è molto
inferiore al corrispondente attrito radente; è indipendente dalla
pressione esercitata fra i due corpi e dipende solo dalla natura delle
superfici a contatto. Nel caso che la rotazione avvenga attorno a un asse perpendicolare al piano tangente comune, l'attrito
è proporzionale all'attrito radente e al perimetro della piccola
superficie di contatto fra i due corpi. L'attrito è, in generale, un
fenomeno che ostacola il funzionamento delle macchine e dei motori; si cerca,
perciò, di ridurlo al minimo mediante la lubrificazione dei pezzi
destinati a venire in contatto, oppure sostituendo l'attrito volvente a quello
radente, come avviene, per es., nei cuscinetti a sfere. In certi casi, invece,
l'attrito è utile e viene sfruttato: ad es.,
nel funzionamento degli innesti, della frizione, dei freni, delle cinghie di
trasmissione; l'attrito viene sfruttato anche quando si collegano due corpi fra
di loro mediante viti o chiavette; rende inoltre irreversibili certi
meccanismi, ecc.
L'attrito di un solido e di un liquido è retto da
leggi assai diverse da quelle che reggono l'attrito fra due solidi; lo stesso
dicasi per l'attrito fra due gas; per es., il
regolatore a palette utilizza l'attrito dei gas.
