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Impronta a terra, peso e grip
15714803
15714803 Inviato: 17 Ott 2016 19:50
Oggetto: Impronta a terra, peso e grip
 

Buongiorno a tutti, questa non è una ricerca di informazioni o pareri per uno specifico pneumatico o gomma ma vuole essere una chiacchierata generale con chi ne sa più di me sull'argomento. In questi casi finisce che non so mai dove scrivere.. Forum gomme? Forum tecnica? Forum generico? Mah.. eventualmente, se è da spostare, chiaritemi le idee pure a riguardo icon_mrgreen.gif

Fatta questa doverosa premessa vi espongo una domanda che mi sono trovato a pormi recentemente:
l'impronta a terra ha un'influenza diretta sul grip generato da una gomma?

Pare una domanda stupida, ma le leggi della fisica applicate a mo di regoletta del libro del liceo dicono di no:
F = μ * N

Dove
F = forza d'attrito
μ = coefficiente d'attrito (che può essere statico o dinamico, ma la legge non cambia, cambia il coefficiente)
N = forza con cui la superficie viene premuta sull'asfalto (nel caso di una moto quindi parliamo di forza peso del complesso pilota/moto)

Ma per proseguire con le cose non esattamente intuitive (almeno per me): ora abbiamo a disposizione la forza che una gomma è in grado di sopportare prima di perdere aderenza. Ora: quando è che si perde aderenza? nel caso di un'accelerazione, sia essa laterale (curva) longitudinale (accelerazione/frenata) o combinata (accelerazione in uscita di curva, ingresso in curva con i freni in mano) poco importa, la regola base è sempre:
F = m * a

Dove:
F = Forza risultante dall'accelerazione del mezzo
m = massa del complesso moto+pilota
a = accelerazione

Ora il giochino: le due forze devono equivalersi al raggiungimento del limite. Se la forza d'attrito è più grande della forza d'accelerazione non succede niente di male, ma non si è al limite, se è il contrario invece la gomma non regge più e perde grip, passa dall'attrito statico a quello dinamico (riducendo ulteriormente la forza che è in grado di sopportare) e si finisce a terra o ci si esibisce in simpatiche derapate icon_asd.gif )

Quindi avremo che:
m * a = μ * N

ma attenzione:
N = m * ag

ovvero: la forza che preme a terra il complesso moto/pilota è data dalla loro massa moltiplicata per l'accelerazione gravitazionale, quindi:

m * a = μ * m * ag


semplificando il tutto:

a = μ * ag

ovvero: l'accelerazione che può sopportare il mezzo è costante, ed è data dal coefficiente d'attrito fra le gomma ed asfalto (che ovviamente può cambiare a seconda delle situazioni, ma su questo torneremo dopo) e l'accelerazione gravitazionale che è costante finché rimaniamo con i piedi per terra icon_mrgreen.gif Che la moto pesi 100kg o 300 non cambia niente, idealmente la gomma permetterà di prendere la stessa curva sempre alla stessa velocità.

Ora.. non voglio fare una lezione di fisica (non richiesta) a nessuno, motivo per cui inizialmente ho scritto che ho una domanda... e la domanda, appunto, è: ma questo ragionamento, idealmente, è giusto? Se si vorrebbe dire che, in un mondo ideale, montare gomme da bicicletta o un gommone da superbike (parlo di dimensioni, non di mescola) non influenza sul grip generato dalla gomma, questo è corretto?

Proseguo però da solo perché almeno parte dell'inghippo lo conosco da me: sto continuando a parlare di mondo ideale non a caso.
Il problema è che nel mondo reale la gomma messa sotto stress troppo elevati subisce abbassamento del coefficiente d'attrito. Maggiori sono i pesi in gioco, minori sono le superfici e maggiore sarà lo stress in questione, quindi una gomma stretta su un mezzo pesante andrà fuori dal sul range ideale di lavoro molto in fretta. D'altra parte c'è anche concretamente il rischio contrario: montare una gomma studiata per dare il meglio di se in pista con moto da 200cv su una moto che di potenza ne ha la metà probabilmente non arriverà mai a farla lavorare al meglio. Ne consegue che ogni moto deve avere la SUA gomma, tanto come mescola, quanto come dimensioni e che presumibilmente entro certi limiti si possono diminuire le dimensioni a favore di una mescola che lavora a temperature maggiori o viceversa.
Un'altra cosa che mi può venire in mente è che l'asfalto è appunto asfalto, si sfalda e non è mai perfettamente pulito, quindi avere maggior superficie a terra permette anche di stressare meno quest'ultimo e di avere più spazio a disposizione nel caso parte della superficie che dovrebbe appoggiare su qualcosa di solido finisca invece contro qualcosa che si muove (polvere, sassolini, etc). Anche li immagino non si debba esagerare, con una pressione troppo ridotta la ruota rischia di "galleggiare" sulla sporcizia anziché entrarci dentro ed aggrapparsi all'asfalto.

Detto tutto questo: sbaglio qualcosa? Ci sono altri aspetti interessanti a riguardo? Sembra strano leggere ovunque di impronta a terra, anche da tecnici e preparatori che lavorano con moto in pista, come se maggiore fosse l'impronta maggiore è il grip, tutto questo mi fa pensare di sbagliare qualcosa.

Tra l'altro il discorso è generico ed applicabile alla fisica di qualsiasi gomma, in effetti se devo essere onesto è un pensiero scaturito pensando alle automobili più ancora che alle moto.
 
15714816
15714816 Inviato: 17 Ott 2016 20:09
 

Non sto qui a guardare i calcoli che hai fatto né il ragionamento dietro ma mi sembrano corretti a prima vista... comunque se è tutto giusto ti trovi che dipende tutto dal coefficiente di attrito e secondo logica così dovrebbe essere, è dunque quello a cambiare tra una gomma da bici e una da pista... una gomma stretta avrà un coefficiente di attrito minore e quindi sopporterà un'accelerazione minore rispetto a una larga. Quindi secondo me (non sono un fisico ma seguo il ragionamento e vecchi ricordi di esami universitari) il tipo di gomma e ovviamente la superficie di contatto tra questa e l'asfalto modifica il coefficiente di attrito e quindi tutto il discorso che c'è dietro. doppio_lamp_naked.gif
 
15714823
15714823 Inviato: 17 Ott 2016 20:26
 

Napoletano ha scritto:
Non sto qui a guardare i calcoli che hai fatto né il ragionamento dietro ma mi sembrano corretti a prima vista... comunque se è tutto giusto ti trovi che dipende tutto dal coefficiente di attrito e secondo logica così dovrebbe essere, è dunque quello a cambiare tra una gomma da bici e una da pista... una gomma stretta avrà un coefficiente di attrito minore e quindi sopporterà un'accelerazione minore rispetto a una larga. Quindi secondo me (non sono un fisico ma seguo il ragionamento e vecchi ricordi di esami universitari) il tipo di gomma e ovviamente la superficie di contatto tra questa e l'asfalto modifica il coefficiente di attrito e quindi tutto il discorso che c'è dietro. doppio_lamp_naked.gif

il coefficiente d'attrito μ è appunto un coefficiente, dipende unicamente dalle caratteristiche delle superfici a contatto (inclusi ovviamente aspetti quale temperatura, trama delle superfici e via dicendo, non solo dei materiali. Inoltre probabilmente mescole moderne cambiano il loro coefficiente d'attrito anche in base al puro stress meccanico a cui sono sottoposte, infatti nelle moderne mescole si usano materiali particolari che reagiscono in maniera non classica agli stress meccanici)
 
15714887
15714887 Inviato: 17 Ott 2016 22:17
 

Sono talmente tante le variabili che il calcolo teorico va a farsi "friggere" come nel caso dei dragster, dove l'aderenza supera il valore teorico con artifizi, tipo il calore e miscele sparse sull'asfalto per aumentare l'aderenza.

immagini visibili ai soli utenti registrati

 
15714896
15714896 Inviato: 17 Ott 2016 22:31
 

ripeps ha scritto:
Sono talmente tante le variabili che il calcolo teorico va a farsi "friggere" come nel caso dei dragster, dove l'aderenza supera il valore teorico con artifizi, tipo il calore e miscele sparse sull'asfalto per aumentare l'aderenza.

Per carità, ma infatti chiedevo conferma della mia ipotesi di base.
Che nella realtà ci sono un sacco di elementi lo so pure io, alcuni li ho pure riportati (il fatto che la misura della gomma deve essere in equilibrio con le forze in gioco penso sia la maggiore, ma sicuramente ce ne sono tante altre), altri mi piacerebbe conoscerne... e se ho sbagliato tutto mi farebbe un gran piacere se qualcuno mi spiegasse il perché icon_mrgreen.gif

Più che altro sospetto che tanta gente, anche professionisti, non conosca la fisica che c'è dietro il funzionamento di un mezzo... ti dicono "l'impronta a terra maggiore da maggior grip" quando, a questo punto, CREDO non sia universalmente vero (per fare un estremo: montando una gomma in mescola da 200 su una RS125, oltre a mangiare 3/4 della potenza del motore per via dei pesi e delle inerzie, probabilmente si avrebbe una tenuta inferiore ad una gomma nella stessa mescola ma in misura più adatta, tipo un 130, perché con una pressione così ridotta la gomma non andrà mai in temperatura e con l'impronta a terra in quanto tale non ci fai niente).

Poi qualcuno mi può dire che sono seghe mentali, ed è vero.. ma mi ha sempre affascinato il capire i meccanismi che ci sono dietro le cose in generale.
Non si deve essere un esperto di fisica per guidare bene una moto, così come l'esserlo non rende a prescindere un buon pilota, ma penso che capire le leggi della fisica che governano il comportamento di mezzi a cui affidiamo la nostra vita possano aiutare a capire come sfruttarli meglio, come curarli in modo che siano sempre al massimo dell'efficienza e soprattutto danno un altro fascino ed un'altra consapevolezza al loro utilizzo icon_mrgreen.gif
 
15714992
15714992 Inviato: 18 Ott 2016 7:52
 

ciao, vado anche io a memoria e, nelle formula utilizzate in fisica, almeno per le prime nozioni si usava il concetto del punto materiale, ovvero (la dico mooolto semplice senza pretesa di rigore scientifico, of course) tutte le caratteristiche di un oggetto (e quindi massa, peso, baricentro, centro di massa, ....) si assumono concentrate e applicate in un solo punto. Si tratta di una qualche semplificazione del problema e dello scenario. Ecco quindi che l'impronta a terra diventa quella del punto materiale, ovvero non c'è impronta misurabile (la dico sempre semplice) in cm quadrati. Andando poi nel campo reale, o si riesce in qualche modo a effettuare (per fare i calcoli) questa riduzione al punto materiale, o si misurano le forze e gli attriti in gioco per ogni area infinitesimale della superficie dell'impronta (e qui giù di integrali, superfici convesse e risultanti punto per punto ...). Un concetto che esprime bene l'idea dell'applicazione della forza e del peso del sistema moto+pilota sull'impronta a terra è quello di Pressione applicata (forza diviso superficie), e qui l'impronta a terra ha un suo perché icon_wink.gif
Ripeto, quanto sopra è una semplificazione e una risposta anche questa semplificata al perché la formula sembra non tenere conto dell'impronta.
Se si continua ad approfondire per andare a spaccare il capello allora forse è il caso di rispolverare i libri di fisica icon_wink.gif
Ciao! icon_smile.gif
 
15715157
15715157 Inviato: 18 Ott 2016 12:50
 

Attenzione, la forumula d'attrito con F = u*N non è un'approssimazione puntiforme... Quello che possiamo considerare approssimativo è il valore di u che non è assolutamente una costante così come vorrebbero dire i libri di fisica, ma il punto per cui la superficie non conta è che essenzialmente il peso è sempre lo stesso, quindi aumentando la superficie si diminuisce la pressione.

Ho trovato questo articolo che spiega un po' meglio quello che già io ho scritto, il problema è che non entra nel merito dell'influenza della superficie a terra nel mondo reale:
Link a pagina di Vialattea.net
Continuo a pensare che l'unico motivo per cui nella realtà non funzioni esattamente così è dovuto al fatto che il coefficiente d'attrito fra superfici in realtà non è una costante ma dipende anche da tanti parametri i cui due principali sono lo stress meccanico (che può portare ad una rottura delle superfici, vedi gomma che si sfalda o astalto da cui partono i pezzi) e la temperature d'esercizio.
Rimane il discorso per cui una gomma deve essere larga "il giusto" per sviluppare il massimo attrito possibile e che tanto più la mescola sopporta stress elevati tanto più potrà essere stretta (con tutto il beneficio di riduzione dei pesi e delle inerzie).

p.s. Quello che dici tu sarebbe un'integrazione della pressione per ogni punto della superficie a terra, il "problema" se vogliamo è che alla fine la forza esercitata totale è sempre la stessa, ovvero la forza peso.
A scriverlo diventa un'ovvia banalità:
Se una forza peso da 100Kg (9800N) su un'area di 10cm^2 avrai che ogni cm^2 viene premuto a terra con una forza di 98N.
Se la stessa forza peso la scarichi su un'area doppia (20cm^2) allora ogni cm^2 viene premuto a terra con una forza che è la metà di quella di prima, ovvero 49N.
Questo discorso può essere riportato ad un'area infinitesimale e con tutte le variazioni del caso: se su un punto viene fatta meno pressione dovrà venirne fatta di più su un altro, alla fine la forza totale con cui la ruota spinge a terra è sempre e comunque la forza peso.
 
15715168
15715168 Inviato: 18 Ott 2016 13:20
 

ok, vado a rispolverare i libri di fisica icon_wink.gif

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.

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...
...troppa fisica per oggi icon_wink.gif

Come detto prima, non c'era alcuna pretesa di rigore scientifico dato che sono solo ricordi di gioventù (sono passati molti lustri da allora, per me) e il rifarsi ad un concetto di semplificazione dello studio dei fenomeni che però espone ad approssimazioni più o meno marcate quando si passa al reale, e che è anche quanto volevo evidenziare.

Trovando il tempo mi piacerebbe davvero ragionare seriamente sul tema, con te e con altri eventuali appassionati.
Magari servirà una sezione apposita per discuterne, chiediamo lumi al mod.

Comincio col leggere quanto hai linkato...

ciao icon_smile.gif
 
15715291
15715291 Inviato: 18 Ott 2016 17:04
Oggetto: Re: Impronta a terra, peso e grip
 

Kino87 ha scritto:

....

l'impronta a terra ha un'influenza diretta sul grip generato da una gomma?

Pare una domanda stupida, ma le leggi della fisica applicate a mo di regoletta del libro del liceo dicono di no:
F = μ * N

Dove
F = forza d'attrito
μ = coefficiente d'attrito (che può essere statico o dinamico, ma la legge non cambia, cambia il coefficiente)
N = forza con cui la superficie viene premuta sull'asfalto (nel caso di una moto quindi parliamo di forza peso del complesso pilota/moto)

....

Se la forza d'attrito è più grande della forza d'accelerazione non succede niente di male, ma non si è al limite, se è il contrario invece la gomma non regge più e perde grip, passa dall'attrito statico a quello dinamico (riducendo ulteriormente la forza che è in grado di sopportare) e si finisce a terra o ci si esibisce in simpatiche derapate icon_asd.gif )

....

l'accelerazione che può sopportare il mezzo è costante, ed è data dal coefficiente d'attrito fra le gomma ed asfalto (che ovviamente può cambiare a seconda delle situazioni, ma su questo torneremo dopo) e l'accelerazione gravitazionale che è costante finché rimaniamo con i piedi per terra icon_mrgreen.gif Che la moto pesi 100kg o 300 non cambia niente, idealmente la gomma permetterà di prendere la stessa curva sempre alla stessa velocità.

....

Detto tutto questo: sbaglio qualcosa? Ci sono altri aspetti interessanti a riguardo? Sembra strano leggere ovunque di impronta a terra, anche da tecnici e preparatori che lavorano con moto in pista, come se maggiore fosse l'impronta maggiore è il grip, tutto questo mi fa pensare di sbagliare qualcosa.

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.

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.

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.

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. 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

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Inoltre i carichi radiali e tangenziali DEVONO essere distribuiti su adeguate superfici per limitare le pressioni che deformano e sollecitano i pneumatici meccanicamente e termicamente, non sono le stesse per un mezzo di massa 100 kg ed uno di 300 kg.
 
15715341
15715341 Inviato: 18 Ott 2016 19:02
 

Intanto grazie ad entrambi per il contributo icon_mrgreen.gif
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 icon_mrgreen.gif
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 icon_smile.gif 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 icon_mrgreen.gif
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 icon_mrgreen.gif 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 0510_abbraccio.gif


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 eusa_think.gif
 
15715365
15715365 Inviato: 18 Ott 2016 19:36
 

Perdonatemi se non ho letto tutto ma un certo punto mi sono arreso icon_mrgreen.gif
Provo in ogni caso a dare il mio contributo: Secondo me l'errore che fai nella tua trattazione è che consideri un coefficiente di attrito generico metre come ti ha detto anche HighSide bisogna prendere in considerazione l'attrito volvente. Se vuoi una trattazione approfondita puoi cercare su google io mi limito a riportare solamente l'aspetto interessante per noi ovvero che il coefficiente di attrito volvente è in realtà una distanza (infatti si esprime in metri), più in particolare è il braccio che applicato alla risultante delle pressioni nel punto di contatto da un momento controrotante rispetto all'asse di rotazione e frena la ruota.

Ed è proprio qui che entra in gioco l'impronta a terra, infatti più è "schiacciata" la gomma più la risultante delle pressioni si allontana dalla verticale più il momento che tende a frenate la ruota è maggiore. Infatti come è noto le ruote sgonfie hanno una resistenza al rotolamento molto maggiore di quelle gonfie.

Questo vale ovviamente per la marcia a ruota dritta, se si vuole analizzare la dinamica in curva il ragionamento è sicuramente molto più complicato ma penso che comunque l'impronta a terra del pneumatico viene introdotta nel discorso facendo appunto questo tipo di ipotesi

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15716706
15716706 Inviato: 21 Ott 2016 0:20
 

un piccolo aggiornamento.

Ho verificato, cercando in giro, che effettivamente un certo effetto adesivo le gomme lo hanno. Non è fortissimo ma comunque c'è.
C'è inoltre l'effetto dell'ingranamento, ovvero il fatto che la mescola dello pneumatico, essendo morbida, si va ad infilare nelle imperfezioni dell'asfalto aumentando da una parte di molto la superficie a contatto, dall'altra creando dei punti di contatto con angoli differenti contro cui lo pneumatico può spingere.

Il primo effetto aumenta il grip in maniera direttamente proporzionale alla superficie, il secondo... credo pure, ma solo in parte, perché è un fenomeno che dipende anche dalla pressione esercitata.

In definitiva direi che un aumento della superficie a terra aumenta il grip, ma solo entro certi limiti. O per meglio dire, l'aumento della superficie in quanto tale aumenta sempre il grip (in maniera magari meno forte di quella che ci si aspetta), ma avere tanta gomma a terra può voler dire avere una gomma piuttosto sgonfia (che quindi tenderà a surriscaldarsi e quindi perdere grip perché fuori temperatura) o una gomma troppo grande (che quindi risulterà difficile da scaldare come si deve e di nuovo perderà grip).
Poi come al solito ricordo che una gomma più grande ha altri svantaggi, quale l'aumento di peso e del momento della gomma (con relativo aumento delle masse non sospese, perdita di agilità e di potenza) e l'uso di un profilo tendenzialmente più lento ma più stabile.

Il discorso del peso invece grossomodo permane, sicuramente ha la sua influenza (non per ultimo il fatto che il pilota, una massa in grado di spostare a piacimento il baricentro del complesso mezzo-pilota, rappresenta una frazione del peso sempre minore all'amentare del peso della moto) ma credo sia meno marcato di quanto si sia soliti pensare. Il peso si sente tutto nei cambi di direzione, ma una volta che la moto è in una traiettoria stabile difficilmente avere un mezzo che pesa 50kg in più o in meno da grosse variazioni in percorrenza di curva. Le differenze che si vedono fra moto di categoria diverse sono più che altro dovute agli stili di guida differenti e alle geometrie differenti per cui sui 1000 si tende a preferire una guida più spigolosa per sfruttare al meglio il vantaggio del motore e si tendono a preferire geometrie più stabili e in grado di scaricare a terra maggior potenza mentre sui 600 si cerca di guidare più rotondi per conservare maggiormente la velocità visto che poi è decisamente più difficile andarla a riacquistare in uscita di curva.
 
15717888
15717888 Inviato: 23 Ott 2016 21:21
 

Buonasera Kino 0510_saluto.gif

Allora
A me, liceale, sembra tutto corretto nella parte teorica (fisica), e mi pare tu abbia spolpato bene anche la parte realistica.....

Più che altro non ho ben capito cosa tu stia cercando di raggiungere con questo topic: credo, dammi la conferma, che tu voglia espandere le equazioni fisiche descritte nel primo messaggio in modo da rappresentare non una banale schematizzazione ma la realtà, con tutte le sue variabili da considerare.
In questo caso, fammi fare un riassunto/punto della situazione (perdona eventuali errori ma avete scritto parecchio eusa_sick.gif ):

La gomma sta saldamente attaccata all'asfalto finché la forza d'attrito che la lega all'asfalto è maggiore della forza centrifuga.
Quando la forza centrifuga è maggiore, l'attrito non è più statico ma dinamico, e siccome il coefficiente d'attrito dinamico è sempre minore di quello statico la gomma schizzerà ancor di più verso l'esterno. Parlo di statico perché c'è movimento solo in senso longitudinale (rotazione della ruota) non trasversale.

Cosa influenza il coefficiente d'attrito? Perché secondo me dipende tutto da questo, secondo me possiamo ricreare la situazione reale combinando tutte le variabili in questo numero e inserendolo nella formula
F = coefficiente d'attrito X forza perpendicolare


Cosa influenza il coefficiente? Provo a elencare
- mescola della gomma (effetto "colla")
- peso che grava su di essa
- temperatura della gomma. Una gomma fredda è rigida e ad effetto "saponetta", una bella calda è più elastica e si aggrappa meglio
- pressione della gomma.
-condizioni del man stradale (sporcizia, acqua, impurità, dimensione e ruvidità dei granuli)

E sulla pressione si apre un mondo:
- dalla pressione dipende anche la temperatura
- pressione troppo bassa significa impronta a terra esageratamente elevata = pressione (intesa forza perpendicolare / impronta a terra della gomma) bassa = gomma che non attacca, non si incastra bene nei granuli dell'asfalto e scivola/galleggia
-pressione troppo alta, al contrario, significa impronta a terra piccola e pressione (intesa come forza perpendicolare/impronta a terra della gomma) troppo alta = gomma che si surriscalda, si scalda e si rompe; quando acceleri, invece di spingere avanti la moto, spingi indietro pezzi di gomma. Come le macchine da rally sulla ghiaia, mi spiego?

Quando tu parli di gomma più o meno larga, è come se ti riferissi a gomma della stessa dimensione ma con diversa impronta a terra, cioè diversa pressione dell'aria tra cerchio e pneumatico. Ergo, I due casi descritti qua sopra.

Mi pare non ci sia altro da esaminare.
L'unica difficoltà è tradurre in lingua matematica tutte queste parole.
Altro da aggiungere/precisare?

Idea per un grip spropositato: pezzi di magnete nella carcassa della gomma, magneti nell'asfalto = grip magnetico icon_twisted.gif icon_twisted.gif icon_twisted.gif

PS: mi piace questa discussione, è un filtro "naturale" per tenere lontano tutti gli stupidotti sparacagate, se capisci cosa intendo icon_asd.gif
 
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