Re: problema!!

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Wed, 06 Apr 2005 21:27:12 +0200

iaia ha scritto:
> ciao a tutti,sapreste dirmi perch� se un oggetto,il cui peso �
> 100N,viene spinto contro una parete verticale da una forza orizzontale
> di 100N e l'attrito che si sviluppa tra l'oggetto e la parete � di 60N
> l'oggetto cade? Secondo che criterio posso stabilire ci�?
>
> Grazie x la risposta(devo rimediare a un 3 di fisica)

Bruno Cocciaro ha scritto:
> Io credo che la cosa principale non sia tanto capire la eventuale
> risposta che ricevi quanto capire la domanda che hai posto.
> ...
> Nel caso specifico direi che sia il caso di capire per bene il
> significato delle parole "l'attrito che si sviluppa tra l'oggetto e la
> parete � di 60N".
> Cosa intendi con quelle parole ?
Bruno, tu puoi avere ragione, ma ho il sospetto che iaia abbia pensato
che la stavi facendo troppo difficile, e infatti non ha raccolto...

In effetti la domanda come e' formulata e' piuttosto banale (troppo) e
anche espressa male.
Mi piacerebbe sapere qual era il testo esatto del quesito, perche' non
di rado capita che uno studente riproponga un quesito che non ha
capito, ma lo riproponga falsato, proprio perche' non l'ha capito.

Ho visto poi che iaia ha posto la stessa domanda in un altro NG, e li'
ha avuto delle risposte mica tanto giuste...
Pero' cerchiamo di darle una mano, visto che deve avere giusto l'eta'
di mio nipote :)

In quello che iaia ha scritto la cosa che piu' non va e' la frase
"l'attrito che si sviluppa tra l'oggetto e la parete � di 60N".
Intanto perche' se sappiamo gia' che quella e' la forza di attrito,
visto che e' minore del peso perforza il corpo cade: la forza
verticale risultante infatti e' diretta verso il basso.

Ma poi c'e' quell'attrito che si sviluppa...

Qui debbo aprire una parentesi, non per iaia ma per gli altri che sono
in ascolto.
Io i problemi con l'attrito li odio.
Non li considero problemi di fisica, ma di enigmistica (con tutto il
rispetto per l'enigmistica in quanto tale ;-) ).
So anche che piacciono molto a tanti docenti, liceali e universitari,
perche' si possono congegnare tante varianti, sulla base di poche
semplici formulette. Che poi abbiano o meno a che fare con la realta'
fisica, poco importa :-(
Fine della parentesi.

La cosa principale che bisogna sapere riguarda la cosiddetta "legge
dell'attrito statico".

Al contatto tra due superfici si *puo'* avere una forza tangenziale,
detta appunto "forza di attrito", che non puo' superare un valore
massimo, che chiamero' T.
Tale valore massimo dipende dall'intensita' della forza _normale_ N
con cui una superficie e' premuta contro l'altra: piu' esattamente T
e' proporzionale a N, e il coefficiente di proprozionalita' si chiama
"coeff. di attrito statico" (usualmente indicato con la lettera greca
mu (o mi, a seconda se uno fa lo scientifico o il classico :-)) ).
Qui scriviamo "m", per non comprometterci :-)

Perche' ho scritto "puo'" e poi "forza massima"?
Perche' la reale forza di attrito non e' determinata: dipende dalle
altre forze presenti.

Esempio: ho qui un fermacarte di peso P appoggiato sul tavolo: quanto
vale la forza di attrito?
Visto che il tavolo e' orizzontale, il peso e' normale al tavolo, e
cosi' pure la reazione del tavolo: con queste due forze il fermacarte
resta fermo, senza nessuan forza orizzontale.
Dunque la forza di attrito *e' nulla*.

Se ora spingo il fermacarte con una forza orizzontale F, che cosa
succede?
Dipende: si potra' avere una forza di attrito uguale a F (in verso
opposto?) Per quello che abbiamo detto, essendo N=P, sara' T=mP; se
ora F<mP tra le superfici si puo' avere una forza opposta a F, e
quindi il fermacarte non si muove.
Se invece F>mP allora si supera il limite dell'attrito statico, e non
si puo' avere equilibrio: il fermacarte si muove nel verso di F.

Ora possiamo tornare al problema di iaia: non si puo' dire "si
sviluppa un attrito di 60 newton". Si dovrebbe dire "la massima forza
di attrito e' 60 newton".
(Da qui si ricavail valore di m: 60/100 = 0.6)

E' chiaro che siamo nella stessa situazione del fermacarte sul tavolo,
salvo lo scambio di orizzontale e verticale: questa volta la forza
normale e' data (100 newton) ed e' anche data la forza esterna, che e'
il peso (100 newton ancora).
Dato che questa forza supera il massimo attrito possibile, il corpo
cade.

Poi mi sembra che il quesito avesse una seconda parte, in cui la forza
orizzontale divente 200 newton: che succede?
In questo caso il massimo attrito e' 200*0.6 = 120 newton.
Ma questo e' solo il *massimo* attrito possibile; non e' detto che si
avra' proprio quello.
Dipende da quale altra forza tangenziale e' presente.
Questa forza e' il solito peso di 100 newton, che e' minore di 120:
quindi saremo come nel caso del fermacarte con forza F<mP.

Risposta: si avra' una forza di attrito di 100 newton, esattamente
uguale al peso; quindi il corpo restera' in quiete.

E ora, iaia, rispondi a questa terza domanda: qual e' la forza
_minima_ con cui debbo spingere il corpo contro la parete perche' non
cada?
(Sappiamo che 100 newton non basta, 200 newton vanno bene; ma anche
una forza minore va bene. Quale?)
                 

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Wed Apr 06 2005 - 21:27:12 CEST