Questo articolo spiega cos’è il coefficiente di attrito dinamico (o coefficiente di attrito dinamico) in fisica e come viene calcolato. Inoltre troverai un esempio concreto di calcolo del coefficiente di attrito dinamico per comprendere meglio il concetto.
Qual è il coefficiente di attrito dinamico?
Il coefficiente di attrito dinamico , o coefficiente di attrito dinamico , è un coefficiente che indica l’attrito tra le superfici di due corpi quando uno scivola sull’altro.
Il coefficiente di attrito dinamico è un coefficiente adimensionale, cioè non ha unità.
Inoltre, il coefficiente di attrito dinamico è generalmente rappresentato dal simbolo μd .
Come calcolare il coefficiente di attrito dinamico
Il coefficiente di attrito dinamico è pari al rapporto tra la forza di attrito dinamico (o forza di attrito) e la forza normale. Pertanto, il coefficiente di attrito dinamico viene calcolato dividendo la forza di attrito dinamico per la forza normale.
In breve, la formula per il coefficiente di attrito dinamico è:
Oro:
-
è il coefficiente di attrito dinamico, che è senza unità.
-
è la forza di attrito o attrito dinamico, espressa in newton.
-
è la forza normale, espressa in newton.
Esercizio risolto sul coefficiente di attrito dinamico
Ora che conosciamo la definizione di coefficiente di attrito dinamico e qual è la sua formula, di seguito è riportato un esercizio risolto su questo argomento.
- Posizioniamo un corpo di massa m=6 kg sulla sommità di un piano inclinato di 45º. Se il corpo scivola sul piano inclinato con un’accelerazione di 4 m/s 2 , qual è il coefficiente di attrito dinamico tra la superficie del piano inclinato e quella del corpo? Dati: g=10 m/s 2 .
La prima cosa che dobbiamo fare per risolvere qualsiasi problema di fisica riguardante la dinamica è disegnare il diagramma di corpo libero. Quindi tutte le forze che agiscono nel sistema sono:
Nella direzione dell’asse 1 (parallelo al piano inclinato) il corpo ha un’accelerazione, invece, nella direzione dell’asse 2 (perpendicolare al piano inclinato) il corpo è fermo. Da queste informazioni proponiamo le equazioni delle forze del sistema:
Quindi, possiamo calcolare la forza normale dalla seconda equazione:
![\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-59341555fe3d5fe315ceb1864547873b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Calcoliamo invece il valore della forza di attrito (o forza di attrito) dalla prima equazione presentata:
![\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d8f2aff2a81d98ddcea04b1988282fda_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
E una volta conosciuto il valore della forza normale e della forza di attrito, possiamo determinare il coefficiente di attrito dinamico utilizzando la formula corrispondente:
Coefficiente di attrito dinamico e statico
Il coefficiente di attrito statico è il coefficiente di attrito che mette in relazione la forza normale e la forza di attrito quando si intende iniziare il movimento (ma il corpo è ancora a riposo).
Pertanto, il coefficiente di attrito statico viene utilizzato per calcolare la forza di attrito statico, ovvero la forza di attrito che deve essere superata per avviare il movimento.
Normalmente, il coefficiente di attrito dinamico è inferiore al coefficiente di attrito statico. Anche la forza di attrito dinamico è quindi inferiore alla forza di attrito statico.
Valori del coefficiente di attrito dinamico
Nella tabella seguente potete vedere alcuni valori comuni di coefficiente di attrito dinamico e coefficiente di attrito statico:
| Superfici di contatto | Coefficiente di attrito statico (μ e ) | Coefficiente di attrito dinamico ( μd ) |
|---|---|---|
| Rame su acciaio | 0,53 | 0,36 |
| Acciaio su acciaio | 0,74 | 0,57 |
| Alluminio su acciaio | 0,61 | 0,47 |
| Gomma su cemento | 1 | 0,8 |
| Legno su legno | 0,25-0,5 | 0,2 |
| legno su pelle | 0,5 | 0.4 |
| teflon o teflon | 0,04 | 0,04 |
Tieni presente che questi valori possono variare in quanto dipendono da molti fattori come rugosità superficiale, temperatura, ecc.