Qual è il coefficiente di attrito cinetico?
Il coefficiente di attrito cinetico è una variabile senza unità basata sulle proprietà del materiale utilizzato per calcolare la forza di attrito radente. È applicabile alla meccanica classica degli oggetti rigidi. Moltiplicando il coefficiente di attrito cinetico per la forza normale su un oggetto si otterrà la forza di attrito cinetico. L'attrito cinetico, quindi, dipende solo dalle proprietà del materiale e dalla forza normale su un oggetto.
È importante notare che il coefficiente di attrito cinetico è un concetto di meccanica classica e parte di una teoria prodotta da osservazioni sperimentali. La meccanica classica fu ampiamente sviluppata dal fisico britannico Isaac Newton e dai suoi contemporanei nel 17 ° secolo. Il soggetto si occupa dell'interazione di oggetti di grandi dimensioni che si muovono a velocità relativamente basse. In particolare, la meccanica classica dei solidi rigidi si applica a questo coefficiente. Questa sottodisciplina della meccanica classica può descrivere l'attrito derivante da due solidi che scivolano l'uno contro l'altro e ignora le forze prodotte da qualsiasi fluido.
All'interno di questo dominio, il coefficiente di attrito cinetico può fornire previsioni molto accurate. Se si devono considerare i fluidi, è necessario introdurre il campo della meccanica dei fluidi. Se le scale coinvolte sono estremamente piccole, la meccanica quantistica può affrontare le complicazioni associate.
La forza prodotta dall'attrito cinetico è uguale al prodotto di due variabili. Il primo è il coefficiente di attrito cinetico e il secondo è la forza normale. Una forza normale è la forza fornita dalla superficie di un oggetto per impedire a un altro oggetto di muoversi attraverso di esso. Nel caso della gravità, è la forza verticale da terra che impedisce agli oggetti di cadere più in basso. La forza è sempre uguale al peso gravitazionale di un oggetto a contatto con il suolo; pertanto, un oggetto può rimanere a riposo perché la forza gravitazionale viene esattamente annullata dalla forza normale.
La formula per l'attrito cinetico non include la velocità o la dimensione di un oggetto. Ciò significa che la forza di attrito su un oggetto scorrevole è indipendente dalla velocità con cui si muove. La forza di attrito su una scatola sarà la stessa se scivola a un miglio o un chilometro all'ora o due. Allo stesso modo, la forza non dipende dall'area di un oggetto a contatto con il terreno. Sarà lo stesso se una scatola è piatta e larga o alta e sottile.
Il coefficiente di attrito cinetico stesso è una proprietà empirica dei materiali coinvolti. Ciò significa che è solo una questione di quali materiali compongono le due superfici di contatto. Inoltre, tali coefficienti sono derivati dall'esperimento piuttosto che dalla teoria. Il coefficiente di attrito cinetico è tipicamente indicato dalla lettera greca mu con pedice k .
Dati materiali identici, la forza da attrito cinetico dipende solo dalla forza normale applicata a un oggetto. Nel caso di gravità sulla superficie terrestre, la forza dipenderà solo dalla massa di un oggetto. Gli oggetti più pesanti hanno un attrito proporzionalmente maggiore rispetto agli oggetti più leggeri.