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Autore Topic: pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)  (Letto 16120 volte)

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Offline Gianni65

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pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« il: Aprile 11, 2012, 01:51:16 pm »
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C'e qualcuno bravino in fisica in grado di spiegarci scientificamente la sensazione provata noi tutti che, rispetto ad una bici tradizionale, la pieghevole, con le sue ruote piccoline, è decisamente più scattante: accelera più prontamente (ma perde prima velocità) ed è più agile (ma meno stabile in velocità)?
Le nostre ruote sono più piccole, è vero, ma girano proporzionalmente più in fretta, e allora? le nostre impressioni sono solo frutto della suggestione?
« Ultima modifica: Marzo 04, 2017, 10:29:06 pm by occhio.nero »

Offline alek78

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #1 il: Aprile 11, 2012, 02:41:20 pm »
e vai con le accelerazioni radiali ;D
(si, certo, a saperle calcolare...)
Parcheggium trovatus ! Dahon Classic I and others
e ora un consiglio commerciale: OCCHIO ALLE BORSE KLICKFIX !!! http://www.bicipieghevoli.net/index.php?topic=524.msg21158#msg21158

Offline Sbrindola

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #2 il: Aprile 11, 2012, 02:48:10 pm »
Se i miei ricordi non sono così annebbiati direi che l?effetto volano è riconducibile all?equazione del momento angolare
L= r x mv   dove L è appunto il momento angolare, r  la distanza tra fulcro ed oggetto in rotazione (nel nostro caso il raggio della ruota), m la massa dell?oggetto (il cerchio) e v la sua velocità (di rotazione).

Come si vede dalla formula l?effetto dipende quindi sia dal raggio che dalla massa: a parità di peso e di forza applicata una ruota più piccola sarà più rapida nel mettersi in rotazione, avendo un momento angolare inferiore.

Giocando su entrambi i valori si potrebbero però avere risultati simili: una ruota piccola ma pesante potrebbe avere la stessa inerzia di una ruota più leggera ma decisamente più grande.

Tale effetto è però un vantaggio nel momento in cui si cerca lo scatto e/o la facilità nel cambio di velocità, ma una volta raggiunta la velocità desiderata è più facile mantenerla con una ruota di diametro e/o peso maggiore, proprio in virtù della maggiore energia accumulata.

Allo stesso modo è influenzato l'effetto giroscopico: all'aumentare del peso e del diametro della ruota, aumenta l'inerzia per cambiarne l'asse di rotazione: le nostre ruotine sono quindi più agili alle basse velocità ma anche instabili quando servirebbe una maggiore inerzia.

E adesso via libera alle strigliate degli ingegneri e fisici al chimico ... se ho detto qualche castroneria.  ;D

PS: purtroppo non ho la capacità dialettica di Piero Angela, ma se fosse necessario illustrare un po? meglio qualche concetto ci posso provare.  :)
« Ultima modifica: Aprile 11, 2012, 04:05:03 pm by Sbrindola »

Offline Gianni65

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #3 il: Aprile 11, 2012, 09:56:48 pm »
Se i miei ricordi non sono così annebbiati direi che l?effetto volano è riconducibile all?equazione del momento angolare
L= r x mv   dove L è appunto il momento angolare, r  la distanza tra fulcro ed oggetto in rotazione (nel nostro caso il raggio della ruota), m la massa dell?oggetto (il cerchio) e v la sua velocità (di rotazione).
 

No, sei stato piuttosto chiaro e preciso, ma devi avere pazienza perché io sono io un po? ?de coccio?: le nostre ruotine hanno un r inferiore (sono più piccole), ma a parità di andatura hanno una v  maggiore (girano più in fretta)? alla fine i due fattori sembrerebbero compensarsi?
Forse la minore inerzia non è causata da r, ma da m, dal fatto che a parità di materiale costruttivo una ruota piccola pesa meno di una grande.  O no?
« Ultima modifica: Aprile 11, 2012, 10:52:27 pm by Gianni65 »

Offline Sbrindola

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #4 il: Aprile 12, 2012, 09:38:58 am »
No, sei stato piuttosto chiaro e preciso, ma devi avere pazienza perché io sono io un po? ?de coccio?: le nostre ruotine hanno un r inferiore (sono più piccole), ma a parità di andatura hanno una v  maggiore (girano più in fretta)? alla fine i due fattori sembrerebbero compensarsi?
Forse la minore inerzia non è causata da r, ma da m, dal fatto che a parità di materiale costruttivo una ruota piccola pesa meno di una grande.  O no?

In effetti hai ragione... sicuramente l'influenza maggiore è data dalla massa.
Per visualizzare mentalmente la cosa potremmo fare l'esempio seguente, semplificando la forma di una ruota ad un semplice disco di un qualunque materiale: se ne prendiamo 2 con identico raggio ed in rotazione alla medesima velocità ma con spessore differente,  avremmo 2 comportamenti differenti unicamente in relazione alla diversa massa.

Sul sito di un produttore di cerchi ho visto qualche valore di peso, a parità di tipologia costruttiva, in funzione del diametro: in media, sulle misure dalla 24 alla 28, ballano una 50ina di gr ogni 2 pollici. Assumendo che questo valore sia costante una ruota da 28 dovrebbe pesare circa 200gr in più rispetto ad un'analoga ruota da 20: a questi ne andrebbero aggiunti altrettanti per il maggiore peso del copertone (dal sito della Schwalbe risultano 170 gr di differenza per i Supreme da 20'' e quelli da 28'') + camera d'aria e raggi più lunghi.
Insomma, spannometricamente direi che ci si ritrova con mezzo chilo di differenza tra le nostre ruotine e delle omologhe sorelle da 28''.... quindi un valore significativo che può sicuramente spiegare le differenze che riscontriamo nella guida.

un esempio pratico posso invece farlo con le bici di famiglia. Mia moglie, con la sua Mu P8, non si sente molto sicura a lasciarsi andare come faccio io nelle discese: a parte l'influenza di un diverso approccio mentale (io sono decisamente più "kamikaze"  ;D ) sicuramente un buon contributo è dato dai suo cerchi superleggeri (kinetix Pro, ulteriori 200 gr in meno a cerchio) ed i conseguenti effetti sulla stabilità. Per le stesse ragioni però la sua bici, nelle ripartenze, sembra quasi che ti schizzi via da sotto il sedere.  :)
« Ultima modifica: Aprile 12, 2012, 09:52:56 am by Sbrindola »

Offline 16fra

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #5 il: Aprile 16, 2012, 06:22:46 pm »
:-) mi butto!!!

premetto che la dinamica complessiva di una bicicletta è piuttosto complessa, argomento spesso di tesi di laurea...

mi limito a dare un contributo percettivo del momento angolare generato dai corpi in rotazione (che rappresenta solo una parte della dinamica complessiva della bicicletta)...

per vedere l'effetto giroscopico delle ruote puoi fare un esperimento semplice ma molto potente...

prendi la ruota anteriore della tua folder, ti metti a sedere su una sedia da ufficio con asse verticale libero(che indico dopo con v.).

afferri la ruota all'asse con tutte e due le mani, in modo che tu possa metterla in rotazione

la metti in rotazione.
alzi i piedi in modo che la rotazione della sedia sia libera

provi ad inclinare l'asse della ruota che sta girando....

dovresti percepire una certa opposizione a compiere questo gesto, e inoltre dovresti ruotare con la sedia....

poi per capire cosa cambia con le ruote normali ripeti l'esperimento con una ruota da MTB o quello che hai..

dato che questo fenomeno è lineare (al di fuori delle accelerazioni e decelerazioni chiaramente) puoi ottenere effetti identici con ruote completamente differenti.
diciamo che:

 L1=r1m1v1 sia il momento angolare della ruota della folder
L2=r2m2v2 sia il momento angolare della ruota della MTB

potremo imporre

r1m1v1=r2m2v2 ovvero quale sia la velocità angolare tale per cui le due ruote produco lo stesso effetto giroscopico...

opppure modificare la masse una delle due ruote in modo da rendere esattamente uguale il loro comportamento...


non so se sono stato molto chiaro... mi aiuto con il video questo è l'esperimento che volevo descriverti
http://www.youtube.com/watch?v=fU1Z6m-huEQ

dal video si nota che se si sta a sedere sulla sedia con asse v. folle e l'asse della ruota (che gira) tra le mani si in assetto orizzontale si tende a ruotare sull'asse della sedia v. in funzione di come si mette in rotazione la ruota... infatti il prodotto che ha riportato sbrindola è un prodotto vettoriale e la forza che si genera dal corpo in rotazione giace sull'asse della ruota stessa... la direzione della forza che si sviluppa dipende dalla direzione di rotazione...

questo invece chiarisce che con la rotazione di un corpo si innesca una forza che giace sull'asse
http://www.youtube.com/watch?v=ntWp5f2539s&feature=related

tornando alla bicicletta il moto complessivo è complesso perchè come si è visto le luote generano momenti angolari concordi (ovvero che escono dalla stessa parte della bicicletta), ma non paralleli perchè la ruota anteriore può sterzare. Il ciclista continuamente si trova a correggere e a bilanciare queste forze con lo sterzo ed il corpo ed ecco la magia... che inizia a prendere forma... descrive il moto complessivo della bici è davvero bello ed affascinante... magari se trovo degli appunti

l'effetto che descrivete ovvero la sensazione che le folder accelerino in modo più violento è dettato dal fatto che la rigidezza dell'intero sistema è notevolmente superiore, le ruote sono più piccole ma molto robuste... il telaio in pratica pesa quanto uno telaio comune...

non ho provato ancora bene nessuna folder ma da quello che mi ricordo dalla graziella e dalla bmx è che ad alta velocità non si ha la canna su cui stringere le gambe e muoversi in modo solidale (corpo e bicicletta), sulla bmx stringevo le gambe sulla canna quasi ad incrociale... con la graziella non ricordo, forse non mi sono mai lanciato in una discesa seria (mi sembra strano :P)

e poi ci sono le flessioni dello sterzo quelle mi preoccupano un pò

spero di aver chiarito e non aver gettato confusione
« Ultima modifica: Aprile 17, 2012, 11:05:27 am by 16fra »

Offline 16fra

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #6 il: Aprile 16, 2012, 06:47:09 pm »
ci sono biciclette a ruota alta del tutto innocue apparentemente ma che sono totalmente inguidabili:



Offline 16fra

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #7 il: Aprile 17, 2012, 09:26:23 am »
infatti per fare le gare di downhill optano nell'aggiungere la canna... e non solo freni a disco e qualntalto questa è una hummer-graziella



hihihihih

si fatica un pò a riconoscere la graziella!!

Offline sergiozh

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #8 il: Settembre 06, 2013, 12:23:53 pm »
voi pedalate sulle pieghevoli con ruote piccole anche senza tenere il manubrio con le mani ?

a me sembrano più instabili e per questo potenzialmente pericolose per cadute senza mani sul manubrio.

che ne pensate ?

Offline Sbrindola

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #9 il: Settembre 06, 2013, 12:30:51 pm »
io sulla Brompton riesco ad andare anche senza mani, anche se per farlo devo andare più veloce dei 15-20 km/h in modo che la bici sia resa più più stabile.
Con la Jetstream che ha ruote da 20 era più facile andare anche a velocità inferiori.

Se leggi QUESTA discussione puoi comprendere meglio per quale quali siano gli effetti derivanti dai diversi diametri delle ruote.

Limito comunque la cosa a situazioni sicure dove anche in caso di sbandamenti improvvisi non rischi di finire sotto ad una macchina.
Ricordo che il Codice della Strada vieta la guida senza mani.  ::)

Offline yt

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #10 il: Settembre 06, 2013, 12:43:03 pm »
se ti consola io non ci riesco con le ruote da 20"
forse è colpa anche della borsa anteriore, ma mi sembra troppo instabile
quando lascio il manubrio vibra in modo incontrollato!!!

Offline jeby

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #11 il: Settembre 06, 2013, 12:52:38 pm »
a partità di diametro delle ruote, l'altra misura da vedere è l'avancorsa che sicuramente è una misura che influenza moltissimo la stabilità di sterzo. Se vuoi andare dritto come un treno, devi procurarti una forcella ad avancorsa lunga

Mu Uno+ con cambio automatico Sram Automatix e cinghia Gates Carbon Drive

Offline sergiozh

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #12 il: Settembre 06, 2013, 12:56:36 pm »
Ricordo che il Codice della Strada vieta la guida senza mani.  ::)

il codice della strada si applica anche alle piste ciclabili e marciapiedi vuoti (dove non si dovrebbe biciclettare) ?

mi sembra chiaro che andare con qualsiasi bici senza mani in una strada con traffico è deletereo.

Offline giorgio

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #13 il: Settembre 06, 2013, 01:01:34 pm »
da quando ho la Brompton ho smesso ad andare senza mani, proprio non ci riesco neanche pochi metri... credo per le ruote da 16.

il codice della strada vieta di andare in bici senza mani. Ti permette invece di guidare la bici con una mano sola, però l'altra deve comunque essere libera, quindi andare in bici con una mano sul manubrio e l'altra con il telefonino, la spesa, il cane etc etc è vietato
Brompton H3L Racing Green - B17 special - plump leather grips - bikefun chain tensioner - 35° BIC 2013 - 69° BIC 2014

Offline sergiozh

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Re:pedalare senza mani ? (Effetto volano ed effetto giroscopico)
« Risposta #14 il: Settembre 06, 2013, 01:05:35 pm »
nessuno sa fare un calcolo quantitativo reale per due bici che vanno entrambe a 25 km/h ad esempio per paragonare la stabilità ?

una brompton con le sue ruotine che pesano meno e ruotano più velocemente di una citybike con ruote grandi e più pesanti ma che ruotano più adagio.

solo con un vero calcolo si potrebbero fare paragoni quantitativi.

io però la fisica l'ho abbandonata più di 25 anni fa e ora non me la sento di scrivere castronate.....

Tags: studi comfort