Intanto grazie ad entrambi per il contributo
Vado un attimo per punti, in ordine...
Dad_61 ha scritto:
un tema serio, anche se detta così suona del tutto banale, è (anche) che la teoria e la pratica sono molto diverse tra loro, ovvero le condizioni al contorno sullo studio di un fenomeno fisico/meccanico sono così varie (nel reale) che quello che spesso si ha con una formula è una "discreta" approssimazione, del tutto valida nella teoria (es. niente attrito (forza resistente) dell'aria, vortici, nessun disturbo del sistema e rilevazione delle misure del fenomeno senza perturbazioni in(tro)dotte dallo stesso strumento di misura e tante altre cose ...) ma meno nella realtà.
Alcuni fenomeni possono essere considerati trascurabili nel bilancio complessivo, altri no ma, in generale, il tener conto di tutti questi parametri renderebbe "ingestibile" la "formula", se rendo l'idea.
Del resto, anche in F1 ad esempio, i simulatori sono "solo" dei simulatori, non l'esatta trasposizione del reale.
Assolutamente, infatti se noti parlo sempre di mondo ideale e mondo reale
C'è anche da dire che un modello, per quanto sia sempre un'approssimazione, può essere sufficientemente preciso o meno. Dire che F=μ*N con μ costante (come riportato appunto nei libri di fisica) è una cosa anche solo sufficiente per approssimare è sbagliato, ma la formula in quanto tale non è "troppo" sbagliata, va solo espanso cosa vuol dire μ perché poi CREDO che eventuali altri elementi siano perlopiù trascurabili. Lo scopo per cui ho aperto questo thread è proprio capire come varia μ ed eventualmente se ci sono altri componenti da considerare.
Ad ora si è parlato molto, e tutti siamo d'accordo nel dire che μ è tutto fuorché costante, ma per altre componenti dell'equazione mi pare non ne siano saltati fuori.
Dad_61 ha scritto:
Tornando sul tema delle pressioni per unità di superficie (approcciamo così il problema), abbiamo una distribuzione del peso sulle stesse, la stessa forza generale applicata, ma ogni unità di superficie potrebbe avere "sotto" un terreno >localmente< diverso da quello vicino, da cui risposte diverse in termini di attrito (cerco di tenere semplice il linguaggio) e comportamento risultante, ecco perché mi rifacevo alla semplificazione del punto materiale per la formula.
Poi abbiamo certamente la stessa forza generale applicata, e che la ruota è un oggetto "solido" nel senso che la reazione sarà percepita come un fenomeno unico, ma sarà la sommatoria (in un certo senso una "media") delle reazioni delle singole unità di superficie, di "attriti" localmente diversi...
Questo assolutamente, non avevo ben capito a cosa ti riferivi E' anche una cosa che grossomodo ho tenuto a mente, anche se in effetti l'ho riportata poco e male quando parlavo del fatto che sull'asfalto possono esserci tratti sotto la ruota in cui è presente sporco o in cui l'asfalto cede.
Più genericamente era più corretto dire che ogni punto fra asfalto e ruota, in ogni momento offre un coefficiente d'attrito μ differente.. E' anche vero che se vogliamo possiamo semplificare considerando μ come un valore che cambia nel tempo e che assume come valore la media del μ di ogni punto di contatto con la ruota sull'asfalto.
HighSide ha scritto:
Una considerazione introduttiva: chiamare "leggi della fisica" a cui "il mondo deve ubbidire" le equazioni descrittive dei modelli è un approccio vecchio ed errato anche se tuttora seguito.
I modelli sono appunto delle rappresentazioni parziali e semplificate, a parte rari casi, della realtà, una sorta di "fotografia" più o meno dettagliata e sfocata; solitamente ci inventiamo delle entità, p.es. geometriche, a cui applichiamo delle altre entità, p.es. vettori, vediamo che succede e trasferiamo questo mondo virtuale a quello reale e viceversa. Tutto questo è quasi sempre un compromesso tra complessità del modello e precisione nella sua capacità rappresentativa.
Su questo sono d'accordo parzialmente... o per meglio dire, sono d'accordo nel dire che tutto è un'approssimazione (vedi sopra), ma si raggiunge un livello in cui l'approssimazione serve perfettamente i nostri scopi. Non penso serva ad andare a studiare le interazioni subatomiche di ogni quark che compone gomma, asfalto, aria e tutto quello che c'è nel mezzo
HighSide ha scritto:
In questo caso l'equazione è un modello grossolano, solo parzialmente valido e in cui per prima cosa occorre ricordare che quel coefficiente di proporzionalità μ NON è una costante ma varia in modo drastico in conseguenza di una molteplicità di cause.
Che la formula F = μ * N sia un'approssimazione inaccettabile lo so pure io, sennò non avrei aperto questo thread, quello che sto cercando di capire è dove sono i problemi.
Facciamo così, riscrivo la formula in modo più generico e vediamo se riusciamo a mettere qualche altro componente insieme ed arrivare ad un'approssimazione più accettabile:
F = ∫μ(T,Fa,m1,m2,ΔV,?1)ds/s * N + ?2
Oddio.. spieghiamo un po:
F = Forza d'attrito, sempre
∫μ(T,Fa,m1,m2,ΔV,?1)ds/s = Questo è l'integrale di una ipotetica funzione che indica il coefficiente d'attrito per ogni punto del complesso ruota asfalto diviso per la superficie totale di contatto, quindi di fatto parliamo del valore medio di μ in un dato istante.
In particolare:
μ(T,Fa,m1,m2,ΔV,?1) è (vorrebbe essere) una funzione che indica μ in ogni punto per un dato istante. Questa è funzione di:
T = temperatura del punto
Fa = forze in gioco sulla mescola/asfalto in quel dato punto
m1, m2 = Questi sono due coefficienti che mi sono inventato per l'occasione che indicano le caratteristiche delle due superfici di contatto (gomma da una parte, asfalto/sporcizia dall'altra).
ΔV = Il differenziale di movimento fra le due superfici, infatti uscendo dall'approssimazione non ha senso parlare di attrito statico e dinamico, semplicemente il valore μ cala tanto più quanto le due superfici slittano fra loro
?1 = Altri elementi che influenzano il coefficiente d'attrito fra le due superfici (quali?)
Oltre tutto questo immagino possano esserci altri elementi, che quì ho rappresentato come
?2
Quali potrebbero essere?
Per gli elementi che ho scritto, fin'ora, la superficie a terra potrebbe intervenire solo su due parametri:
T = Temperatura d'esercizio, che con una superficie a terra maggiore dovrebbe calare
Fa = Forze in gioco su un dato punto, che di nuovo dovrebbero calare
Inoltre ovviamente si avrà un valore di superficie presa in esame più alto il che tende a minimizzare gli sbalzi di valore dell'intera formula nel momento in cui si passa su un punto con grip particolarmente alto o basso.
Fin'ora per quanto riportato la superficie non ha influenza diretta se non modificare il valore di μ (nel bene e nel male) esattamente allo stesso modo in cui fa il peso.
HighSide ha scritto:
La forza RISULTANTE con cui vengono premuti i pneumatici coincide col peso solo in rare e poco interessanti condizioni, p.es. veicolo fermo, come ben ci rendiamo conto prendendo un'insaccata (aumenta) o saltando (si annulla) con tutte le situazioni intermedie.
Si, anche se non è che siano proprio situazioni così noiose come vuoi farle passare (vale a dire: finché sei in piano o viaggi a velocità costante il peso è quello, accelerazioni o frenate brusche possono alzare o abbassare il baricentro del complesso moto/pilota ma la variazione dura poco (in staccata l'affondamento dura pochi istanti, così come il ritorno in rilascio) e l'unico momento in cui la forza perpendicolare al terreno aumenta o diminuisce su una superficie piana dovrebbe essere mentre varia l'altezza del baricentro moto/pilota), però anche tenendo conto di questo ciò che cambia sono il valore N e il valore Fa e di conseguenza T. Che tu per effetto di una caduta perdi metà della forza peso con una gomma da 200 o con una gomma da 130 credo cambi poco se non per il fatto che la gomma da 200 magari avrà tempi diversi per perdere il suo calore e che apprezzerà ancora meno di quella da 130 l'improvvisa mancanza di forza esercitata sulla sua superficie.
HighSide ha scritto:
Quando abbiamo attrito volvente occorre fare attenzione ad assimilarlo a condizioni di attrito statico e dinamico. Lo si fa perché in un rotolamento "puro" la velocità del punto di contatto è nulla, ma ciò avviene solo in condizioni "ideali", tra cui corpi infinitamente rigidi, quindi solo nel nostro modello.
Forse mi sto perdendo io, ma l'attrito volvente non indica la resistenza al rotolamento? In questo caso credo c'entri poco se non per il fatto che comunque mangia potenza e grip (che viene riconvertito in calore) che altrimenti potrebbe venir utilizzato per cose più produttive come accelerare o frenare il mezzo.
HighSide ha scritto:
Il contatto non avviene in un punto (ente geometrico del tutto astratto) ma su una superficie fra corpi nè rigidi nè omogenei e che varia continuamente, in cui la nostra forza si distribuisce in maniera non uguale in tutti i "punti". Avvengono quindi alcuni fenomeni, due molto importanti sono:
- la superficie di contatto e la risultante delle forze di pressione in condizioni dinamiche NON stanno nello stesso luogo in cui molti pensano, cioè in verticale sotto il perno ruota, ma solitamente più avanti
- fra gomma e superficie c'è un certo slittamento "slip", e l'aderenza inizialmente AUMENTA al suo aumentare fino a raggiungere un massimo e poi diminuire
Per il primo punto ok, mi chiedo cosa comporti di preciso questa cosa però.
Per il secondo.. devo dire che mi stai dicendo una cosa per me assolutamente nuova hai qualche fonte con spiegazione a riguardo?
Immagino possa essere dovuto ai materiali delle mescole moderne che non hanno comportamenti da materiale newtoniano perfetto o al fatto che la temperatura di esercizio ideale di una mescola sportiva la si raggiunge solo quando si comincia ad avere un leggero slittamento.
p.s. Facciamo un piccolo esperimento mentale: pensiamo ad una moto leggera come una RS125. Diciamo che al posteriore montiamo una gomma da 140 speciale che è capace di mantenere la sua temperatura ideale in modo perfettamente costante (come? che ne so, resistenze elettriche affogate nella gomma).
Ora montiamo una gomma in tutto e per tutto identica ma in misura 200.
Tolte le ovvie differenze date dalla variazione di peso, diametro avremmo due gomme la cui mescola e la cui carcassa lavorano esattamente nello stesso modo.
Ecco, fatte queste ipotesi secondo me le due gomme garantirebbero esattamente lo stesso grip in curva nonostante la gomma da 200 magari avrà una superficie d'appoggio maggiore del 50%.
Ovviamente questa è una situazione che non si può presentare perché al di la della temperatura una gomma più larga avrà una carcassa differente che lavorerà in modo differente... ma penso siamo anche abbastanza d'accordo nel dire che a montare una gomma da 200 su un RS125 non la si riesce a mandare in temperatura e nel mondo reale avrebbe meno grip di un equivalente da 140, non di più.
Ok, vado a mangiare qualcosa e smetto di scassarvi l'anima, spero di non essere l'unico a trovare la conversazione stimolante
p.p.s. Mi è appena venuta in mente una cosa che spiegherebbe molto, e probabilmente è la più banale che si possa pensare... ma... la mescola di una gomma moderna, quando è calda, non è che si comporta come un adesivo? Perché in tal caso non avremmo più la sola forza d'attrito ma anche la forza adesiva che va di pari passo con la superficie a terra