La fisica quando si va in moto (parte 2)

Andando a studiare le forza agenti sul binomio moto-pilota durante la percorrenza di una curva ci si accorge della grande complessità che acquista il sistema e di quante variabili concorrono per far sì che il pilota esegua al meglio il gesto tecnico.

Per quanto possa sembrare semplice a tratti scontato percorrere una curva, che sia stretta o larga è importante conoscere le forze fisiche ci permettono di restare “in piedi” in modo da evitare inutili forzature che potrebbero essere controproducenti o addirittura farci cadere.

È chiaro che quello che stiamo spiegando rappresenta una standardizzazione ed è chiaro che i concetti qui espressi vanno applicati al tipo di mezzo tecnico utilizzato (una moto del 2025 curva diversamente da una degli anni 80) ma soprattutto al luogo ove utilizziamo la nostra moto.

Per strada è importante percorrere delle curve nella maniera più divertente e sicura possibile; in pista è ovviamente diverso. In pista la traiettoria ideale in curva è quella che mi permette di percorrere quanta meno strada possibile.

Cerchiamo di semplificare questi concetti il più possibile onde evitare di impantanarci in cavilli strettamente legati alla fisica del moto. Per descrivere il sistema moto-pilota in curva ci serviamo degli studi condotti dall’ingegnere Luca Bernardi.

Occhio alla fisica

Possiamo esemplificare il sistema con il modello descritto di sotto. Il cerchio in bianco e nero corrisponde al baricentro, o centro di massa, del sistema moto-pilota (il centro di massa è quel punto di un corpo dove si concentrano le forze agenti su un corpo, ad esempio forza di gravità, forza d’inerzia, ecc). Le forze agenti sul sistema saranno cosi descritte:

  • Fc = rappresenta la forza centrifuga. Tale forza aumenterà sia all’aumento della velocità a cui si affronta la curva, sia alla diminuzione del raggio di curvatura (quindi se, a pari velocità, la curva è più stretta).
  • G = forza di gravità o forza peso del sistema.
  • H e V = sono le due reazioni a terra (cioè le forze che si scaricano al suolo). In particolare, V è la reazione in direzione verticale mentre H è quella orizzontale. Una cosa importante da indicare è il fatto che la reazione H abbia un limite massimo, che chiameremo per Hlim, dovuto al limite di attrito: in pratica, se H fosse minore di Hlim, la moto non scivolerebbe, viceversa se H fosse maggiore di Hlim la moto scivolerebbe.

Analizzando il sistema in maniera più semplificata troveremo che per effetto dell’equilibrio tra le forze orizzontali, la reazione H sarà uguale alla forza centrifuga Fc e per effetto dell’equilibrio tra le forze verticali, la reazione V sarà uguale alla forza peso. Fatto ciò, sarà necessario verificare lo scivolamento o meno della moto: per fare ciò, dovremo calcolare Hlim e verificare che H sia minore del valore risultante.

Per calcolare tale valore possiamo servirci della seguente formula: Hlim =us ° V

ove μs indica il coefficiente di attrito statico tra asfalto e gomma (il valore può variare a seconda che l’asfalto sia asciutto, bagnato etc.). Supponiamo di avere un sistema moto-pilota con massa pari a 300 Kg.

La forza di gravità corrisponderà a 2940N. Anche la sua reazione V avrà lo stesso valore. Assumendo ora per semplicità che l’attrito gomma-asfalto sia pari ad 1, anche Hlim sarà uguale a V e G. Perciò, ammettendo di percorrere una curva con raggio 50 metri, calcoliamo la massima velocità di percorrenza.

Per il calcolo dell’angolo di piega sarà necessario effettuare il rapporto tra forza centrifuga e forza peso. In base al valore ottenuto avrò una corrispondenza (in gradi) sull’angolo di piega (il tutto si basa sulla formula dell’arcotangente). Nel nostro caso, Fcmax e P sono uguali, pertanto R=1: la massima piega possibile sarà di 45°.

Descrizione del modello e cosa fare nel pratico

Il modello appena descritto è molto semplicistico: in realtà, durante una curva in moto, vi sono altri effetti che vale la pena tenere in considerazione, dovute alle “rotazioni in gioco” (delle ruote, della moto in curva, del manubrio) e che prendono il nome di effetti giroscopici ma che tuttavia non saranno oggetto di approfondimento in tale trattazione.

Andando a rendere pratici i concetti qui descritti occorre capire come ogni curva necessita di attenzione e comprensione.

Su strada le variabili da tenere in considerazione sono tantissime e non ne vale assolutamente la pena rischiare aumentando l’angolo di piega. Discorso diametralmente opposto si pone in pista ove non ho distrazioni ne pericoli al di fuori di quello che mi posso creare.

Al giorno d’oggi si tende sempre di più ad esasperare la percorrenza delle curve; sui social si vedono ragazzi compiere delle curve stradali completamente in piega ponendo ginocchio e addirittura gomito per terra. Non serve un esperto per capire che tutto ciò non ha alcun senso anzi rischia di essere molto pericoloso per la vostra salute e per quella degli altri.

Motivo per cui vi invito a diffidare dai nuovi trend presenti sui social bensì concentrarsi sul divertirsi secondo le proprie potenzialità.

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