4.2 Attrito volvente o di rotolamento

La forza di attrito volvente si manifesta quando due corpi non perfettamente elastici rotolano, senza strisciare, l’uno sull’altro.

Immaginiamo una ruota di raggio r sottoposta ad un carico N. E’ possibile osservare che il materiale che la costituisce, mentre si avvicina il punto di contatto, subisce una compressione e successivamente, superato il punto di contatto, un rilascio.

Se il materiale che costituisce la ruota non è perfettamente elastico, parte dell’energia spesa nella compressione non viene resa nella successiva fase di restituzione, ma viene dissipata (sotto forma di calore) per vincere le resistenze di attrito interno del materiale.

Ragionando in termini di forze, invece che di energie, possiamo dire che la distribuzione di pressione nel contatto non risulta simmetrica rispetto alla direzione della forza N.

Il diagramma della pressione da luogo, pertanto, ad una risultante pari a N ma spostata in avanti rispetto all’asse della ruota di una distanza bv (braccio dell’attrito volvente). Lo spostamento della risultante genera un momento resistente.

Per mantenere la ruota in rotazione uniforme è dunque necessario applicarle un momento motore uguale ed opposto a Mr o una forza di trazione F parallela alla direzione di avanzamento, tale che:

Dalle formule precedenti si ricava:

Dove:

Con fv coefficiente di attrito volvente e ricavabile da prove sperimentali.