L'attrito è la forza che si oppone al movimento di un oggetto. Per fermare un oggetto in movimento, la forza deve agire nella direzione opposta alla direzione del movimento. Ad esempio, se spingi una palla che giace sul pavimento, si muoverà. La forza della spinta lo sposta in un altro posto. A poco a poco la palla rallenta e smette di muoversi. La forza che si oppone al movimento di un oggetto si chiama attrito. In natura e nella tecnologia, ci sono un numero enorme di esempi dell'applicazione di questa forza.
Tipi di attrito
Ci sono diversi tipi di attrito:
Una lama da skate che si muove sul ghiaccio è un esempio di scivolamento. Mentre il pattinatore si muove sulla pista, il fondo dei pattini tocca il pavimento. La fonte di attrito è il contatto tra la superficie della lama e il ghiaccio. Determinano il peso di un oggetto e il tipo di superficie su cui si sta muovendola quantità di slittamento (attrito) tra due oggetti. Un oggetto pesante esercita una pressione maggiore sulla superficie su cui sta scivolando, quindi ci sarà più attrito di scorrimento. Poiché l'attrito è dovuto alle forze di attrazione tra le superfici degli oggetti, la quantità di attrito dipende dai materiali dei due oggetti interagenti. Prova a pattinare su un lago liscio e lo troverai molto più facile che su una strada di ghiaia accidentata
- Attrito a riposo (coesione) - la forza che si verifica tra 2 corpi in contatto e impedisce il verificarsi del movimento. Ad esempio, per spostare un armadio, martellare un chiodo o legare i lacci delle scarpe, è necessario superare la forza di adesione. Esistono molti esempi simili di attrito in natura e tecnologia.
- Quando vai in bicicletta, il contatto tra la ruota e la strada è un esempio di attrito volvente. Quando un oggetto rotola su una superficie, la forza richiesta per vincere l'attrito volvente è molto inferiore a quella richiesta per superare lo scorrimento.
Attrito cinetico
Quando hai spinto il libro sul tavolo e si è spostato di una certa distanza, ha subito l'attrito degli oggetti in movimento. Questa forza è nota come forza di attrito cinetico. Agisce su una superficie dell' altra quando due superfici si sfregano l'una contro l' altra perché una o entrambe le superfici sono in movimento. Se metti libri aggiuntivi sopra il primo libro per aumentare la forza normale, la forza di attrito cinetico saràaumenta.
Esiste la seguente formula: Ffriction=ΜFn. La forza di attrito dinamico è uguale al prodotto del coefficiente di attrito dinamico e la forza normale. Esiste una relazione lineare tra queste due forze. Il coefficiente di attrito dinamico mette in relazione la forza di attrito con la forza normale. Poiché è una forza, l'unità di misura è Newton.
Attrito statico
Immagina di provare a spingere un divano sul pavimento. Lo premi con un po' di forza, ma non si muove. La forza di attrito statico agisce in risposta alla forza, nel tentativo di provocare il movimento di un oggetto fermo. Se non c'è tale forza sull'oggetto, la forza di attrito statico è zero. Se c'è una forza che tenta di causare il movimento, la seconda aumenterà al suo valore massimo prima di essere superata e il movimento inizierà.
Formula per questa vista: Ffriction=ΜsFn. La forza di attrito statico è minore o uguale al prodotto del coefficiente di attrito statico Μ (s) e della forza normale F (n). Nell'esempio del divano, la massima forza di attrito statico bilancia la forza della persona che lo spinge fino a quando il divano inizia a muoversi.
Misura dei coefficienti di attrito
Cosa determina la forza di attrito? Nella natura e nella tecnologia, i materiali di cui sono fatte le superfici giocano un certo ruolo. Ad esempio, immagina di provare a giocare a basket indossando calzini anziché scarpe da ginnastica. Esso puòpeggiora notevolmente le tue possibilità di vincita. La scarpa aiuta a fornire la potenza necessaria per frenare e cambiare direzione rapidamente durante la corsa in superficie. C'è più attrito tra le tue scarpe e un campo da basket che tra i tuoi calzini e un pavimento di legno lucido.
Vari coefficienti mostrano la facilità con cui un oggetto può scorrere su un altro. Le loro misurazioni esatte sono abbastanza sensibili alle condizioni della superficie e sono determinate sperimentalmente. Le superfici bagnate si comportano in modo molto diverso dalle superfici asciutte.
Fisica: la forza dell'attrito in natura e tecnologia
Sperimenti sempre attriti e dovresti essere felice che sia possibile. È questa forza che aiuta a mantenere gli oggetti fissi in posizione e una persona non cade quando cammina. Cos'è l'attrito? Nella natura e nella tecnologia, gli esempi possono essere trovati ad ogni passo. Potresti non rendertene conto, ma hai già molta familiarità con questo potere. Si verifica nella direzione opposta al movimento e, per questo motivo, è una forza che influenza il movimento degli oggetti.
Quando sposti la scatola sul pavimento, l'attrito agisce contro la scatola nella direzione opposta alla scatola. Mentre scendi da una montagna, l'attrito agisce contro il tuo movimento verso il basso. Quando aziona i freni in un'auto e continui a muoverti per un po', l'attrito lavora contro la tua direzione di scorrimento, il che aiuta a fermare completamente lo slittamento.
Quando due oggetti si "sfregano" l'uno sull' altro, le forze vengono impostateattrazione tra le molecole degli oggetti, causando attrito. In natura e tecnologia, può verificarsi tra quasi tutte le fasi della materia: solidi, liquidi e gas. L'attrito si verifica tra due oggetti, come una scatola e un pavimento, ma può verificarsi anche tra i pesci e l'acqua in cui nuotano e gli oggetti che cadono nell'aria. L'attrito dovuto all'aria ha un nome speciale: resistenza dell'aria.
Il ruolo dell'attrito nella natura, nella tecnologia, nella vita
L'attrito è parte integrante dell'esperienza umana. Abbiamo bisogno di trazione per camminare, stare in piedi, lavorare e guidare. Allo stesso tempo, abbiamo bisogno di energia per superare la resistenza al movimento, quindi troppo attrito richiede energia in eccesso per fare il lavoro, con conseguente inefficienza. Nel 21° secolo, l'umanità sta affrontando la doppia sfida della carenza di energia e del riscaldamento globale dovuto alla combustione di combustibili fossili. Pertanto, la capacità di controllare l'attrito è diventata una priorità assoluta nel mondo di oggi. Tuttavia, molti non hanno ancora compreso la natura fondamentale dell'attrito.
L'attrito nella natura e nella tecnologia (fisica) è sempre stato oggetto di curiosità. Lo studio approfondito dell'origine di questa forza iniziò nel XVI secolo, a seguito dell'opera pionieristica di Leonardo da Vinci. Tuttavia, i progressi nella comprensione della sua natura sono stati lenti, ostacolati dalla mancanza di uno strumento per misurazioni accurate. Gli ingegnosi esperimenti condotti dallo scienziato Coulomb e altri hanno fornito informazioni importanti per gettare le basi per la comprensione. A partire dalla fine del 1800 e primi anniNel 1900 apparvero motori a vapore, locomotive e poi aeroplani. Inoltre, l'esplorazione dello spazio richiede una chiara comprensione dell'attrito e la capacità di controllarlo.
Progressi significativi nell'applicazione e nel controllo dell'attrito nella tecnologia della natura, nella vita di tutti i giorni, sono stati compiuti attraverso tentativi ed errori. All'inizio del 21° secolo, è emersa una nuova dimensione dell'attrito su scala nanometrica grazie all'uso delle nanotecnologie. La comprensione umana dell'attrito atomico e molecolare si sta espandendo rapidamente. Oggi, l'efficienza energetica e la produzione di energia rinnovabile richiedono un'attenzione immediata mentre la scienza si sforza di ridurre le emissioni di carbonio. La capacità di controllare l'attrito diventa un passo importante nella ricerca di tecnologie sostenibili. Questo è l'indicatore dell'efficienza energetica. Se è possibile ridurre le perdite di energia non necessarie e aumentare l'attuale efficienza energetica, questo darà il tempo per sviluppare fonti di energia alternative.
Esempi di attrito nella vita
L'attrito è una forza resistiva. Impedisce il movimento di un altro oggetto applicando una certa forza. Ma da dove viene questo potere? Innanzitutto, vale la pena iniziare a considerarlo a livello molecolare. L'attrito che vediamo nella vita di tutti i giorni può essere causato dalla rugosità della superficie. Questo è ciò che gli scienziati hanno creduto per molto tempo essere la ragione principale della sua comparsa.
Gli esempi più semplici di attrito in natura e tecnologia sono i seguenti:
- Quando si cammina, l'attrito lo forzacolpisce la suola, ci dà l'opportunità di andare avanti.
- Una scala appoggiata a un muro non cade a terra.
- Persone che si allacciano i lacci delle scarpe.
- Senza la forza dell'attrito, le auto non sarebbero in grado di guidare non solo in salita, ma anche su una strada pianeggiante.
- In natura, aiuta gli animali a arrampicarsi sugli alberi.
Ci sono molti di questi punti, ci sono anche casi in cui questa forza, al contrario, può interferire. Ad esempio, per ridurre l'attrito, i pesci ricevono un lubrificante speciale, grazie al quale, oltre alla forma del corpo aerodinamica, possono muoversi agevolmente nell'acqua.
