53. Lavoro perduto, attrito. — Nello scorrere gli uni sugli altri i corpi incontrano un ostacolo, la forza di attrito, che funziona da forza resistente qualunque sia il senso del moto. L’attrito statico è misurato dalla forza minima necessaria a produrre lo spostamento relativo dei due corpi; l’attrito dinamico dalla forza necessaria per mantenere costante la velocità durante il moto.

Aumentando la pressione tra i due corpi in contatto, aumenta in proporzione la forza d’attrito; e chiamasi appunto coefficiente d’attrito il rapporto costante tra la forza d’attrito e la forza premente. Quando si dice, per es., che il coefficiente di attrito di una vettura su una via ferrata è ciò significa che per ogni 1000 Kg. di peso da trascinare occorre una forza di 13 Kg.

Il coefficiente di attrito non dipende dall’estensione della superficie di contatto a parità di forza premente totale; e infine esso è sensibilmente costante a tutte le velocità. Però l’attrito statico è alquanto superiore a quello dinamico; si richiede perciò uno sforzo maggiore nella messa in moto (sforzo di smarramento o di avviamento).

Le stesse leggi valgono per un corpo che rotola su un altro; l’attrito si chiama allora volvente, mentre si chiama radente quello di strisciamento tra due corpi.

L’attrito volvente è minore se il corpo rotolante ha un maggior diametro; esso è poi sempre minore, a parità delle altre condizioni, dell’attrito radente; cosicchè quando per mezzo dei freni si impedisce alle ruote dei veicoli di girare, l’attrito aumenta moltissimo e il moto diviene più difficile. È perciò che i freni arrestano rapidamente il moto, dopo la soppressione della forza motrice.

Quando la forza propulsiva è applicata alle ruote, come nelle locomotive, nelle vetture elettriche, negli automobili, nelle biciclette, senza l’attrito le ruote striscerebbero sulla linea o sul terreno, e il veicolo non procederebbe. Si richiede in tali casi che l’aderenza della ruota alla strada impedisca lo slittamento; si ottiene questo risultato aumentando convenientemente il peso totale del veicolo, e in generale con tutte le altre cause che aumentano il coefficiente di attrito.

Se l’attrito mancasse, la vita comune riuscirebbe impossibile, come si riconosce subito con un esame molto facile, divertente e inesauribile delle conseguenze.

Altre resistenze al moto sono offerte dai fluidi, comunemente l’aria, che avvolgono i corpi in movimento. Tali resistenze obbediscono a leggi piuttosto complicate; esse dipendono dall’estensione e dalla forma superficiale del corpo, crescendo con la superficie medesima, e aumentano rapidamente con la velocità; cosicchè mentre quando questa è molto piccola la resistenza è proporzionale alla velocità, per valori maggiori di questa è proporzionale al loro quadrato, e per velocità molto grandi cresce ancora più rapidamente.

La resistenza dell’aria produce effetti molto notevoli nella caduta dei gravi e nel moto dei proiettili. A misura che aumenta la velocità di un corpo cadente, aumenta la resistenza offerta dell’aria, fino a che essa arriva a neutralizzare la forza di gravità, e il corpo continua a scendere con moto uniforme in equilibrio dinamico. Senza di ciò una palla di fucile lanciata in alto, e ricadente dopo aver raggiunta la massima altezza cui può spingerla la forza viva iniziale, toccherebbe il suolo con la stessa velocità con cui partì dalla bocca dell’arma, e produrrebbe quindi gli stessi effetti come un colpo esploso a bruciapelo. E così, senza la resistenza dell’aria che ne rallenta il moto, anche le gocce di pioggia riuscirebbero pericolose.

Sul movimento dei proiettili, a causa della loro enorme velocità, l’aria determina delle perturbazioni molto rilevanti. Di esse si occupa la Balistica.