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DINAMICA DELLA BICICLETTA Redatto da: Giuseppe Bucci Enrico Franzoni Gianfranco Piccione Francesca Torricelli Giovanni Zanotti Scopi ed obiettivi dello studio Nell’ analisi della dinamica della bicicletta si individuano i seguenti argomenti di grande interesse: ·       Equilibrio della bicicletta in moto rettilineo ·       Analisi del moto della bicicletta in curva ·       Effetto giroscopico delle ruote

Equilibrio della bicicletta in moto rettilineo \ Lo studio dell’equilibrio della bicicletta in moto rettilineo ha lo scopo di determinare tutte le forze che agiscono su di essa durante un moto rettilineo uniforme su di un piano orizzontale. Una volta determinate le forze agenti sulla bicicletta è possibile calcolare il momento che il ciclista deve applicare ai pedali perché il sistema (bicicletta più ciclista) prosegua a velocità costante. Per semplificare il sistema si è deciso di rappresentare schematicamente la bicicletta e considerando la posizione del baricentro del sistema. Prima di iniziare l’analisi è bene richiamare l’attenzione su due parametri: 1) d “parametro di attrito volvente” rappresenta il disassamento della risultante della reazione vincolare del terreno rispetto alla verticale che passa per il centro della ruota; si verifica durante la rotazione. Tale disassamento è dovuto alle dissipazioni di tipo isteretico del materiale di cui è fatta la ruota.

Passiamo all’analisi dell’equilibrio vera e propria. 2) r ”raggio del circolo d’attrito” : durante il moto la reazione del telaio sulla ruota, considerata costante in modulo e direzione, si mantiene tangente ad una circonferenza immaginaria detta per l’appunto circolo d’attrito. Per quanto riguarda la bicicletta, gli attriti sviluppati durante il moto sono molto ridotti, motivo per cui sia d che r hanno valori molto piccoli. Con i dati in nostro possesso abbiamo ipotizzato per la bicicletta r=2 mm e d=3 mm. Per esigenze grafiche, nello studio dell’equilibrio, sia d che r sono stati rappresentati di dimensioni maggiori, anche se questo ha portato alcune imprecisioni (*). Passiamo all’analisi dell’equilibrio vera e propria. Assegniamo un numero ai vari elementi della bicicletta: 1 ruota posteriore, 2 telaio, 3 ruota anteriore, 4 terreno. (*) Per chiarimenti riguardo alle definizioni di r e d si veda testo: Funaioli, maggiore, Meneghetti – meccanica applicata alle macchine – ed. Patron

Le forze che agiscono sulla bicicletta: Fc = mV2/r : forza centrifuga Fp=mg : forza peso Scomponendo nelle direzioni degli assi: X)   mV2/r + Rx = 0 mg – Ry = 0 N.B: Ry fa>=Rx

Risolvendo il sistema: Rx = -Fc = - mV2/r Ry = mg Calcolo i momenti rispetto a P: Mcentrifugo(P)=Fc h senq= mV2/r h senq Mgravità(P)=-h mg cosq

Effetto giroscopico

Spiegazione euristica dell’impostazione dinamica della curva: Bibliografia

Bibliografia Lezioni di meccanica applicata alle macchine. Fine Editore Funaioli Alberto Maggiore-Umberto Meneghetti Lezioni di meccanica applicata alle macchine. Volume I-II Fine