Attrito: da cinetica a termica

La forza di attrito dinamico è la terza famiglia, e un caso a parte: trasferisce energia dalla cinetica (ordinata) alla termica (disordinata). Il processo è irreversibile: una volta che l’energia è nell’$E_\text{term}$ non torna indietro spontaneamente. È questa irreversibilità a distinguere l’attrito da tutte le altre forze viste finora, le cui frecce potevano puntare in entrambi i versi.

Principio — Regola dell'attrito dinamico

La forza di attrito dinamico fa sempre lavoro negativo: la freccia esce dalla bolla di $E_\text{cin}$ (del corpo che striscia) ed entra nella bolla di $E_\text{term}$ (del corpo stesso o della superficie): $\Delta E_\text{term} = |L_\text{attr}| = F_a\cdot|\Delta\vec{s}|$

L’attrito trasferisce energia solo in un verso: da $E_\text{cin}$ a $E_\text{term}$. L’$E_\text{term}$ è disordinata, non può riconvertirsi spontaneamente in cinetica.

L’energia termica generata è esattamente il valore assoluto del lavoro dell’attrito, cioè la forza di attrito moltiplicata per lo spazio percorso strisciando. Ecco perché più lunga è la strada, più il corpo si scalda: l’attrito non dipende solo dagli estremi del percorso ma da tutto il cammino, ed è proprio questo che gli impedisce di essere conservativo.

Attenzione — Attrito statico vs dinamico

È l’attrito dinamico (quando le superfici strisciano) a fare lavoro negativo sul corpo. L’attrito statico, invece, non fa lavoro se la superficie è ferma (come una reazione vincolare normale). Ma se la superficie si muove, ad esempio i piedi di una persona che cammina, l’attrito statico può fare lavoro positivo sul corpo (è così che camminiamo: è l’attrito statico del pavimento a spingerci in avanti).

Collegamenti

Argomenti: Lavoro ed energia Concetti: Energia termica da attrito · Attrito dinamico · Attrito statico

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