potrebbe essere interessante, soprattutto la seconda parte

http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=12298


Domanda: Un mio professore ha detto che la forza centrifuga non esiste e che la tenuta di strada di una macchina non dipende dalla larghezza degli pneumatici. Come può essere vero?

Risposta: Le due parti della domanda riguardano aspetti diversi che quindi vanno trattati separatamente.

La forza centrifuga è una forza di un tipo che in meccanica è chiamato fittizio, e detta anche di inerzia. Si tratta di forze che vengono percepite ogni qual volta ci si trova in un sistema di riferimento non inerziale, cioè in cui non vale il PRINCIPIO DI INERZIA ("un corpo soggetto ad una forza risultante nulla o sta fermo o si muove di moto rettilineo uniforme"). Un esempio classico è la spinta in avanti che sentiamo quando siamo in un'automobile che frena all'improvviso o la spinta verso l'esterno di una curva (la forza centrifuga appunto) che percepiamo quando l'automobile su cui siamo affronta una curva a velocità sostenuta.

Queste forze sono dette fittizie perchè non rispettano la condizione di località. Newton fornisce un'indicazione per individuare le forze reali che interessano il moto di un oggetto: è necessario considerare l'azione di tutti gli altri oggetti sufficientemente vicini da poterlo influenzare tramite forze di contatto o azioni a distanza (nel caso delle forze fondamentali della natura che agiscono anche senza contatto diretto). Nel caso delle forze di inerzia non c'è mai un ente cui sia imputabile l'azione di spingere o tirare tutti gli oggetti che si trovano in un sistema non inerziale verso una particolare direzione. Infatti mentre le forze reali sono percepite anche da tutti i sistemi inerziali che analizzano il moto di un oggetto, le forze di inerzia non sono percepite da chi guarda il moto degli oggetti in un veicolo accelerato stando in un sistema inerziale. Nel caso della macchina in frenata, ad esempio, un osservatore solidale con la strada vede una forza che agisce sull'auto in verso opposto alla sua velocità e che la fa frenare, mentre gli oggetti che sono al suo interno, avendo la tendenza a continuare a muoversi come prima dell'inizio della frenata (non subendo direttamente l'azione della forza frenante), si spostano in avanti rispetto all'automobile. Quindi tutti gli osservatori (quello solidale con la strada e quello solidale con l'auto) percepiscono uno spostamento relativo tra la macchina e gli oggetti al suo interno, ma le cause percepite sono diverse.

In questo senso la forza centrifuga non esiste, nel senso che non è una forza causata da un ente esterno.

Riguardo alla tenuta di strada posso confermare anche in questo caso quanto detto dall'insegnante in quanto la tenuta di strada dipende dall'attrito. L'attrito è dovuto allo strusciamento delle asperità delle superfici a contatto, in questo caso la strada e il pneumatico, e quanto più è intensa la forza che fa aderire le due superfici tanto più le asperità si toccheranno e maggiore sarà la forza di attrito, naturalmente se la superfice di contatto aumenta anche il numero di asperità che si urteranno sarà più grande in misura direttamente proporzionale. Quest'ultima considerazione potrebbe far pensare che aumentando la superficie di contatto aumenti l'attrito (e quindi la tenuta), ma bisogna considerare che aumentando la superficie di contatto aumenta anche la superficie su cui si "scarica" il peso dell'oggetto e quindi diminuisce la forza per unità di superficie, cioè la pressione, che è inversamente proporzionale alla superficie. La forza di attrito complessiva dipende dal prodotto di queste due grandezze (numero di asperità*forza con cui le asperità spingono l'una contro l'altra) che nel prodotto annullano i loro rapporti di proporzionalità con la superficie producendo il risultato che l'attrito non dipende dalla superficie di contatto e quindi, nel nostra caso, dalla larghezza dei pneumatici. I motivi per cui i veicoli più grandi montano pneumatici più larghi sono vari, uno è di natura economica, perchè a parità di carico un pneumatico più stretto si consuma prima (perchè sottoposto ad una forza di attrito per unità di superficie maggiore) e quindi la frequenza con cui si dovrebbero cambiare i pneumatici sarebbe troppo elevata, inoltre pneumatici più grandi contribuiscono maggiormente all'ammortizzazione e sono più resistenti alla compressione derivante da grossi carichi, infine i pneumatici più larghi si deformano meno a seguito delle spinte laterali che si presentano in curva, e quindi permettono una maggiore stabilita in sterzata.

mi pare che su alcune macchine da rally i pneumatici non siano tanto larghi..anzi.

questo professore farebbe bene a chiudere i libri...


purtroppo,nella realtà,una gomma sottoposta ad eccessiva pressione(e temperatura)perde subito aderenza,il battistrada si strappa proprio.

Precisamente, sono sbagliate le ipotesi secondo cui si sviluppa il discorso: il contatto gomma-asfalto non dipende solo da fenomeni descrivibili solamente con l'attrito, ma anche da "adesività" localizzate fra il battistrada e l'asfalto.

Il fatto stesso che le auto da corsa montino sempre (su asciutto) le gomme più larghe che gli consente il regolamento dovrebbe togliere ogni dubbio...

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vero,si considera la gomma come un materiale comune...in realtà la gomma ha caratteristiche difficilmente calcolabili,non per niente si sono evolute in maniera disastrosa negli anni,e son studiate per avere rendimenti entro un campo strettissimo.non è schematizzabile con un punto e 2 freccette il comportamento di un'auto in curva...tanto più,che se si considerano le inerzie dell'inevitabile entrata in curva vien da se...

Nella stragrande maggioranza dei casi, e ovviamente fintanto che non intervengono altri fattori (aerodinamici, di peso...) a rendere preferibile una misura più piccola, ma è sempre un compromesso.
Mai vista una F1 con gomme più strette di quanto consentito dal regolamento, se non per ragioni aerodinamiche...

Basta anche pensare al fatto che per diminuire l'aderenza si sono inventati le "scanalature". Se l'aderenza non dipendesse dalla larghezza del battistrada a contatto con l'asfalto, non avrebbe senso una limitazione del genere.

le scanalature portano anche ad avere un maggior angolo di deriva,cosa di cui si son lamentati moltissimi piloti...la vera ragione di queste scanalature,io devo sinceramente ancora capirla.

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Magari è poco rigoroso, ma l'idea la rende:

http://www.f1webtech.net/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=100

I pneumatici racing presentano un grip (coefficiente d'attrito) che arriva a 1.8, anziché 0.5/0.7 di un comune pneumatico sconfinando nel campo degli adesivi.
Infatti la cosa che serve di più in un pneumatico da corsa è il grip, che può essere incrementato aumentando la superfici di contatto fra i due corpi così pur abbassando la pressione per unità di superficie.
Diminuendo la pressione specifica e aumentando la sezione si ha un vantaggio nelle situazioni estreme durante accelerazioni, frenate e curve effettuate al limite, esercitando un grip superiore a quello tollerato.
Però aumentando al superficie e diminuendo la pressione si arriverebbe al punto (se si ha sempre la stessa mescola) ad una perdita di aderenza, perché il carico unitario per superficie sarebbe basso.
Allora man mano che si aumenta la larghezza del pneumatico la mescola utilizzata diviene più morbida e tale da garantire, seppure con un carico più basso, un'aderenza più alta.
Un pneumatico di formula uno è composto da mescole molto tenere e man mano che raggiungono le temperature di esercizio 90°- 120° diventano talmente morbide che si attaccano all'asfalto in modo da scaricare a terra le enormi potenze dei motori(800 cv).

Ma sul serio arrivano anche a 1.8?

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Si indubbiamente, ma non mi aspettavo valori del genere. A dire il vero non conosco nel dettaglio questi valori, ma ho sempre sentito circa 0.6-0.8 per ottime gomme stradali quindi c'è una bella differenza

guardate che una gomma racing calda attacca pure i sassi......

comunque anche per uso stradale esistono gomme con mescola e costruzione decisamente racing.

penso alle 888 o alle 048.

Beh, le stradali devono durare 30-40.000km......quelle da F1 150 a dire tanto...ovvio che le puoi fare modello gomma-pane