Simpatici Amici di Piemontinmoto.it,
sono contento di essere stato scelto come "padrino" della vostra bella iniziativa, che muove la sua attività all'interno della nostra regione, il Piemonte!
Il mio augurio è che questo intraprendente progetto possa ottenere larghi riscontri nei numerosi visitatori e aderenti. Il Piemonte è una regione che ha molto da offrire, con la sua storia, le sue tradizioni ed i suoi paesaggi, e non potrebbe esserci migliore occasione di scoprirlo in sella ad una moto... Credetemi!
Vi saluto con il mio più carico dei GASSS!!! Con una raccomandazione, guidate sempre in sicurezza e prudenza... Per l'adrenalina e la velocità c'è la pista!!!
Spero di vedervi in molti anche sui circuiti dove corro; sentire il vostro tifo mi darà ancora più carica!!!
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Roby44

Baricentro e forze agenti sul mezzo a due ruote

Articolo numero 19 - 12/12/2008

Quando si osserva sfilare una moto per le strade molte volte ci si chiede come faccia un oggetto di un tale peso a rimanere in equilibrio. Analogamente, quando si vede una moto affrontare una curva in piega viene da chiedersi come faccia a non scivolare.
Viene ovvio pensare che sia il motociclista a mantenere la moto in equilibrio a mezzo di qualche virtuosismo che si mette in pratica più o meno inconsapevolmente, ma non è assolutamente così. La moto in movimento sta in piedi “da sola”. Può essere difficile crederci, ma è così. È tutto un gioco di forze.
Per capire come le cose funzionino bisogna addentrarsi un po’ nella fisica, la materia che studia come i fenomeni avvengono in natura. Semplificheremo molto le cose, in modo che si arrivi a capire come le forze agiscono sul veicolo a due ruote e come si possono sfruttare a vantaggio del motociclista.
La prima forza che dobbiamo considerare è la forza peso. Esasperando la semplificazione, possiamo affermare che la forza peso è quella forza che attrae i corpi alla Terra. È una forza sempre presente che si può vincere solo per istanti più o meno lunghi. Un esempio classico è quello della pallina scagliata con forza verso l’alto. La pallina per un po’ volerà in senso opposto alla Terra, ma decelererà gradatamente, fino a cominciare a precipitare verso il suolo. Questo accade perché la forza peso ha contrastato la forza impressa alla pallina dalla mano del lanciatore fino a vincerla.
La forza peso e figlia della forza di gravità. Infatti, nello Spazio, dove è assente la forza di gravità, non è presente la forza peso e questa è la ragione per cui i piloti aerospaziali fluttuano senza peso. Se nello Spazio si lancia la stessa pallina, questa vaga all’infinito o fino a che non entra nel campo gravitazionale della Terra o di un altro pianeta o corpo celeste e in tal caso incomincerebbe a precipitare al suolo.
Ma poggiamo nuovamente i piedi per terra, anzi, concentriamoci sulle due ruote poggiate per terra.
A nessuno di noi verrebbe in mente di togliere la moto dal cavalletto e lasciarla andare. In un istante, cadrebbe per terra rovinandosi.
Ma allora come fa una moto che supera cento chilogrammi di massa a stare in equilibrio mentre è in marcia?
In realtà non è questione di massa. Se la moto, per assurdo, avesse una massa di appena dieci grammi e la lasciassimo senza sostegni questa cadrebbe ugualmente. Questo accade perché la moto ha solo due punti d’appoggio e per raggiungere l’equilibrio ne servono almeno tre, infatti, quando mettiamo la moto sul cavalletto, questa resta in piedi.
La forza che tiene in equilibrio una moto in movimento è generata dalla rotazione delle ruote intorno al proprio asse.
L’effetto derivante da una ruota posta in rotazione si capisce facilmente immaginando una trottola. Quando si mette in rotazione una trottola, questa rimane in equilibrio su un unico piccolo punto di appoggio e vince la forza peso che tenderebbe a farla cadere su un fianco. Rallentando la rotazione, la trottola comincia a sentire l’effetto della forza peso e l’equilibrio viene a essere disturbato fino a che la trottola non cede e si appoggia su un fianco. Questo accade perché le forze che si sviluppano durante la rotazione sono in equilibrio e mantengono stabile la posizione dell’asse di rotazione e tanto più sarà veloce la rotazione, tanto più sarà stabile la posizione di questo asse.
Come si può vedere bene nella figura, l’asse di rotazione di una trottola è perpendicolare al piano di appoggio, mentre quello di una ruota della moto, a contrario, è parallelo. Questo fa sì che una ruota posta in rotazione generi forze che equilibrandosi rendono stabile il proprio asse nella posizione parallela al piano d’appoggio. L’asse della ruota è rappresentato dal perno che la vincola alla forcella, se si considera quella anteriore, o al forcellone, se si considera quella posteriore, e questa precisa costruzione permette di trasferire questa stabilità all’intera moto.

Ecco la risposta alla prima domanda, quella relativa alla ragione per cui una moto in movimento non cade, ma rimane dritta. Ora rispondiamo al secondo quesito, ovvero, come fa una modo che sta affrontando una curva piegando a non scivolare.
Dobbiamo subito specificare che se si esagera nel piegare una moto in curva questa scivola eccome. Perché la moto “tenga” in piega non si devono superare i limiti imposti dalla fisica. Vediamo quali forze entrano in gioco questa volta.

Quando la moto è dritta agisce solo la forza peso, come indicato in figura. Questa è indicata come una freccia rivolta verso il basso.
Se la moto entra in curva, questa si piega verso l’interno della curva stessa e le cose si complicano un pochino.
Sappiamo per esperienza che quando si percorre una traiettoria curvilinea si avverte una forza che tende a portarci verso l’esterno. Questa forza, detta forza centrifuga, si avverte bene quando si percorre una curva in automobile, poiché per tutta la durata della curva si sente il fondoschiena che scivola leggermente sul sedile verso l’esterno.
Quando una moto percorre una curva piegando, su di essa agiscono la forza peso, sempre rivolta verso il basso, e la forza centrifuga, rivolta verso l’esterno della curva. Dalla combinazione di queste due forze ne origina una terza, la forza premente. Questa terza forza è quella che tiene la moto aderente alla strada, nonostante ci sia in gioco la forza centrifuga.

Sempre avvalendoci delle opportune semplificazioni, possiamo ritenere che le forze esaminate finora agiscano in un punto ben preciso della moto, un punto dove tutte le forze si applicano e si annullano vicendevolmente, detto baricentro.
Nelle figure il baricentro è rappresentato come un cerchio giallo e nero.
Quando si sceglie una moto può essere importante, in base all’uso che se ne vuole fare, sapere dove sia collocato il baricentro. In alcune riviste tecnicamente curate, tra le caratteristiche della moto vengono citate anche le coordinate del baricentro. Cerchiamo di capire perché.
La posizione del baricentro nella moto influisce molto sul suo comportamento.
Un baricentro avanzato, per esempio, carica l’avantreno, favorendo l’aderenza della ruota anteriore, ma riduce l’aderenza della ruota posteriore. In frenata, il peso si sposta clamorosamente in avanti, alleggerendo ulteriormente il retrotreno. Accelerando bruscamente in curva, la moto potrebbe tendere più di altre alla derapata della ruota posteriore. Inoltre, sempre in curva, la forza centrifuga, tenderà a portare l’avantreno verso l’esterno, portando la moto ad allargare la traiettoria. Vantaggi sono la minore tendenza all’impennata durante le brusche accelerazioni e la maggiore stabilità sul dritto.
Un baricentro arretrato tenderà a caricare maggiormente il retrotreno e questo sortirà effetti contrari al caso precedente. In accelerazione la moto tenderà maggiormente all’impennata, mentre in staccata la ruota posteriore, nonostante il trasferimento di carico sull’anteriore, conserverà maggiormente l’aderenza. A velocità sostenuta la moto si dimostrerà instabile, mentre in curva la forza centrifuga tenderà a portare il retrotreno verso l’esterno con consequenziale sovrasterzo.
Un baricentro alto tende ad accentuare i trasferimenti di carico in avanti, nelle frenate, e in dietro, nelle accelerazioni, col rischio concreto di staccare da terra, con una certa facilità, la ruota posteriore o quella anteriore a secondo dei casi.
Infine, un baricentro basso tende a mantenere in limiti molto più contenuti il beccheggio sia in frenata che in accelerazione. In aggiunta, la moto risulta più pronta ai cambi di inclinazione. A parità di curva, però, una moto con baricentro basso necessita di piegare di più rispetto a una con baricentro più alto.

di Andrea Pastore

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