...quindi in realtà non è un articolo che mira a dare un risultato tecnico o numerico ma piuttosto a proporre un nuovo modo di vedere le nostre moto.
In molte branche del sapere vengono utilizzate, spesso inconsapevolmente, le stesse leggi e gli stessi ragionamenti per risolvere problemi apparentemente del tutto diversi tra loro; a questo punto sorge spontanea la domanda se esistano leggi e metodologie generali che diano delle linee guida permettendo di studiare sistemi del tutto diversi tra loro; sistemisti di tutto il mondo si interrogano ogni giorno su questo e così prende pian piano vita un affascinate materia che si pone come obiettivo la descrizione e l'analisi di sistemi basandosi su leggi che prescindano da essi, cioè leggi generali che sono utilizzabili in tutti i campi e in tutte le applicazioni.
Ipotizzando per adesso l'esistenza di queste leggi, la loro comprensione permetterebbe di mettere in relazione tra loro sistemi apparentemente totalmente diversi, come ad esempio una moto e uno scaldabagno, o un secchio d'acqua e un circuito elettrico; cosa che avrebbe moltissime implicazioni e soprattutto cambierebbe il modo di concepire la moto.
Ebbene sì, queste leggi esistono; o meglio i ragionamenti impostati nelle varie discipline (sopratutto scientifiche), le soluzioni adottate e le metodologie per analizzare situazioni, sembrano seguire delle linee comuni che quindi possono essere un ponte tra di esse; cioè è possibile trovare soluzioni di problemi di geologia ad esempio applicando tecniche utilizzate nella meccanica, oppure descrivere comportamenti biologici con sistemi elettronici; un esempio molto illuminante per chi ha qualche conoscenza di biologia e di elettronica consiste nel notare l'equivalenza di comportamenti tra membrane atte a separare portatori di carica per osmosi e i diodi elettronici che sono sostanzialmente dispositivi costruiti ad esempio con il silicio.
Il concetto è quello di non considerare discipline apparentemente diverse come tali, perché utilizzando soprattutto il linguaggio della matematica le differenze tra di esse in realtà possono diventare veramente sottili.
Fatta questa premessa è ovviamente possibile spostare questo punto di vista sulle moto, cioè far diventare la moto come oggetto della teoria dei sistemi; ad esempio si potrebbe misurare la corrente in un semplice circuito per descrivere il regime di rotazione del motore di quest'ultima, oppure risolvere dei problemi legati al frazionamento della cubatura osservando una sorgente in un bosco.
Alla base di tutto c'è una descrizione generale di un sistema, cioè ciò che dà la possibilità di fare quello che ho scritto sopra è innanzitutto la possibilità di descrivere un sistema in maniera concisa secondo leggi matematiche astratte che quindi prescindano dalla natura di quel sistema.
Per i sistemi fisici, un buon punto di partenza per capire ciò è la possibilità di descrivere in generale un sistema fisico elementare tramite tre grandezze fondamentali: una variabile di forzamento, una variabile di flusso e una di quantità che in genere vengono identificate rispettivamente con le lettere v, i, q.
In pratica almeno per i sistemi fisici (che sono quelli che ci interessano qui), è possibile sviluppare ragionamenti, capirne il funzionamento, crearsi nuove idee ragionando semplicemente su queste tre grandezze.
Per una trattazione dettagliata di come sia possibile tutto ciò , essendo un argomento molto tecnico e vasto, vi rimando ad un testo di teoria dei sistemi che trovate alla fine di questo articolo; qui mi interessa più ragionare un po' sui significati di quanto detto finora descrivendo le variabili i,v,q per i vari sistemi.
In sostanza si ha che:
- le grandezze v,i,q per un sistema elettrico sono: tensione, corrente e carica.
- le grandezze v,i,q per un sistema idraulico sono: altezza, portata e volume.
- le grandezze v,i,q per un sistema termico sono: temperatura, flusso e calore.
- le grandezze v,i,q per un sistema pneumatico sono: pressione, portata e forza.
- le grandezze v,i,q nel moto traslatorio sono: forza, velocità e spostamento.
- le grandezze v,i,q nel moto rotatorio sono: coppia, velocità angolare e spostamento angolare.
Da questo schema si evince che essendo la moto sostanzialmente un sistema meccanico, può essere descritta come somma di elementi descritti a loro volta da forza, velocità e spostamento (oppure coppia, velocità angolare e spostamento angolare se sono sistemi con moto rotatorio); ad esempio un motore può essere descritto dalle interazioni che i pistoni che si muovono di moto traslatorio hanno con l'albero motore che si muove di moto rotatorio, questo inoltre porta all'enunciazione delle leggi matematiche utili ai progettisti.
In realtà il punto fondamentale di quello schema non è tanto l'enunciazione di leggi per il singolo sistema, ma è la palese possibilità di utilizzare le leggi valide in maniera generale per le grandezze astratte v,i,q in un qualsiasi sistema di tipo elettrico o meccanico o pneumatico o termico o idraulico; cioè se esiste una legge che lega le grandezze v,i,q allora risulterà valere per tutti i sistemi sopra elencati.
Va da sé allora concludere che è possibile studiare ad esempio una moto che è un sistema meccanico, tramite un circuito termico come può essere l'impianto di riscaldamento di una casa, oppure un motore con un sistema elettrico o con un circuito idraulico.
Quindi in realtà in questa nuova visione la moto non è più un oggetto della meccanica, ma un oggetto del sapere in generale soggetto a leggi che nascono a monte delle varie specializzazioni e che sembrano esistere in maniera assoluta.
Ad esempio se fossi interessato a studiare o solo a pensare alla velocità di rotazione di un motore, potrei sostituire sperimentalmente il motore stesso con un circuito di altra natura che riproduca le stesse relazioni tra i,v,q ; basterebbe costruirsi ad esempio un circuito elettrico formato da:
- una pompa di carica con frequenza che varia in base alla corrente misurata.
- una resistenza.
- un'induttanza in serie alla resistenza.
Questo perché come relazioni i,v,q una pompa di carica riproduce l'effetto dei pistoni perché va ad agire sulla grandezza i con medesima legge, la resistenza riproduce sulla i elettrica lo stesso effetto che l'attrito produce sulla i del sistema meccanico, l'induttanza elettrica è descritta dalla stessa legge matematica che lega le grandezze i,v,q della massa inerziale dell'albero (e dei pistoni). Quindi in sostanza possiamo studiare la velocità di rotazione misurando la corrente elettrica in questo circuito senza mai avere visto un motore; ragionare quindi sulla velocità di rotazione del motore o sulla corrente elettrica di quel circuito sostanzialmente è la stessa cosa.
Se non si hanno soldi da spendere è possibile scaricarsi un simulatore elettrico o idraulico gratuito e progettare o studiare la moto dei proprio sogni simulando batterie e secchi d'acqua.
Detto questo risulta chiaro che in una moto ci sono molti fattori da considerare, ma alla fine penso che un punto di vista più ampio del singolo settore possa farci sicuramente amare e apprezzare di più la moto, oltre che capire meglio qualche concetto nelle discussioni tecniche.
Finisco qui il mio articolo, non prima però di avervi segnalato il libro su cui ho studiato questa materia:
Teoria dei Sistemi 3: i sistemi dinamici a stato vettore (A. Balestrino, G. Celentano) Liguori Editore