23 June 2014

Tecnica, la dinamica del veicolo

Un breve ripasso dei concetti fondamentali. Il comportamento di un veicolo non è mai casuale ma diretta conseguenza dell’azione di forze e reazioni che hanno diversa origine e punto di applicazione. Alcune, come il peso e l’inerzia, sono proprie del corpo stesso, altre...

Tecnica, la dinamica del veicolo

PRIMA PUNTATA

Il comportamento di un veicolo non è mai casuale ma conseguenza dell’azione di forze e reazioni che hanno diversa origine e punto di applicazione. Alcune, come il peso e l’inerzia, sono proprie del corpo stesso, altre sono indotte dal guidatore attraverso i comandi, altre ancora provengono dall’esterno. Il moto del veicolo è quindi strettamente vincolato al rispetto di leggi fisiche che non possono in nessun caso essere violate e la cui comprensione è molto utile alla guida in sicurezza in quanto consente al conducente di prendere coscienza dei limiti del veicolo aiutandolo a prevedere l’evoluzione degli eventi, così da poter agire in modo rapido e corretto e scongiurare i pericoli.

Massa e inerzia

Ogni corpo è composto da un certo quantitativo di materia che costituisce la sua massa. La massa è una grandezza fisica, una proprietà dei corpi materiali, che determina il loro comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne. Misurata in chilogrammi, la massa ha la proprietà, detta inerzia, di conservare il suo stato di moto rettilineo uniforme o di quiete fino a quando ad essa non viene applicata una forza esterna.

Che cosa ha di diverso insomma un vaso che cade da 10 metri da un vaso fermo? O un bambino in bici che corre lungo una discesa rispetto a quando era fermo? Che una differenza ci sia ce ne accorgiamo mentre ne fermiamo il movimento: dovremo applicare una certa quantità di "forza" per compiere il "lavoro" di fermarli. Quello che rende diverso un corpo in movimento da un corpo fermo è la quantità di energia cinetica che esso possiede.

Come per qualsiasi altro oggetto, anche per modificare il moto di un veicolo è necessario quindi applicargli delle forze, proprio come fa il guidatore agendo sui comandi:

- con l’acceleratore applichiamo la forza motrice che lo mette in movimento se fermo o lo accelera se in moto

- con il freno trasmette la forza frenante, opposta al moto, che lo rallenta o la arresta

- con il volante imprime la forza sterzante che modifica la direzione del suo moto

Perché queste forze abbiano l’esito desiderato, la loro intensità deve essere tale da vincere l’inerzia del veicolo. In sintesi, ad ogni azione del conducente per variare velocità o direzione del veicolo si oppone una forza contraria, chiamata per l’appunto forza d’inerzia , tanto più intensa quanto maggiore è la sua massa e la rapidità con cui varia il suo moto.

ESEMPIO PRATICO
Un piccolo esempio pratico? Quando viaggiamo in piedi su un autobus e quest’ ultimo frena e accelera. Tutte le spinte che subiamo, in avanti quando frena o all’indietro quando accelera sono dovute alle forze d’inerzia. Un veicolo in movimento possiede infatti un'energia cinetica; le persone o le cose che viaggiano dentro o sopra il veicolo hanno anch'esse dunque energia cinetica. A conti fatti, si muovono con la stessa velocità del veicolo.

Insomma, l’inerzia descrive ed esprime l’attitudine di ogni corpo a mantenere invariata l’intensità e la direzione del suo moto. Le forze inerziali , anche se non le più intense, sono probabilmente le più importanti tra quelle agenti sulla vostra auto in quanto si manifestano ogni qualvolta che voi agite sui comandi determinando , specie su fondi a bassa aderenza, comportamenti imprevisti che possono mettervi in grave difficoltà.

Il principio d’inerzia sembra in parte contraddetto dall’esperienza. Se lasciamo in folle il nostro veicolo che si trova in movimento , questo rallenta fermandosi poco dopo. In realtà per mantenerlo in moto costante dobbiamo tenere premuto l’acceleratore per applicare forza motrice. Si deve però considerare che un veicolo in marcia è frenato dall’aria, dagli attriti di perni e dal rotolamento dei pneumatici. La forza che impieghiamo per conservare la vettura a velocità costante ha in realtà lo scopo di bilanciare la somma di quelle che chiamiamo” forze resistenti”.

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