Problema — Lavoro contro l'attrito

Lavoro contro l'attrito. Una scatola di $20\;\mathrm{kg}$ viene trascinata su un pavimento orizzontale per $10\;\mathrm{m}$, con $\mu_d = 0{,}3$. Calcola il lavoro fatto contro l'attrito. Quanta di quell'energia è recuperabile come moto?

Soluzione

Dati: $m = 20\;\mathrm{kg}$, $s = 10\;\mathrm{m}$, $\mu_d = 0{,}3$. Su piano orizzontale la reazione normale eguaglia il peso: $N = mg$.

Forza di attrito dinamico:

$f = \mu_d N = \mu_d\,mg = 0{,}3\cdot 20\cdot 9{,}81 = 58{,}9\;\mathrm{N}$

Lavoro fatto contro l’attrito (per vincerlo, la forza applicata percorre $s$ opponendosi a $f$):

$W = f\,s = 58{,}9\cdot 10 \approx 589\;\mathrm{J}$

$\ev{W \approx 589\;\mathrm{J}}$

Energia recuperabile come moto:

$\ev{0\;\mathrm{J}}$

Lettura fisica. L’attrito dinamico è una forza dissipativa, non conservativa: tutti i $589\;\mathrm{J}$ si trasformano in calore che scalda scatola e pavimento e si disperde nell’ambiente. Nessuna parte è recuperabile come energia cinetica ordinata: a differenza di una molla, l’attrito non ha un serbatoio da cui restituire energia. È il prezzo termico dello spostamento.

Collegamenti

Argomenti: Lavoro ed energia Concetti: Energia termica da attrito · Lavoro di una forza · Attrito dinamico Oggetti: Blocco