Gomme e consumo energetico

[ziopin12]

Opinione comune vuole che una gomma con sezione minore rispetto ad un'altra implica un consumo energetico in fase di pedalata inferiore a parità di tutti gli altri parametri (bicicletta, ruote, ciclista, ecc).

Immaginiamo che anche il peso dei 2 ipotetici pneumatici sia lo stesso (via la differenza di inerzia, quindi), come si può dimostrare che se il pneumatico è più stretto si fa meno fatica a pedalare?

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[windmillking]

Opinione comune vuole che una gomma con sezione minore rispetto ad un'altra implica un consumo energetico in fase di pedalata inferiore a parità di tutti gli altri parametri (bicicletta, ruote, ciclista, ecc).

Immaginiamo che anche il peso dei 2 ipotetici pneumatici sia lo stesso (via la differenza di inerzia, quindi), come si può dimostrare che se il pneumatico è più stretto si fa meno fatica a pedalare?

La resistenza al rotolamento è influenzata da molti fattori:

-impronta a terra (e quindi dalla sezione)
-disegno del battistrada
-mescola
-carcassa
-pressione di esercizio (altera impronta a terra e risposta della carcassa)

alcune riviste tedesche hanno fatto dei test confrontando la potenza assorbita per far girare alla stessa velocità le stesse ruote con coperture diverse, se cerchi in rete li trovi

marco

 

[pcortesi]

Opinione comune vuole che una gomma con sezione minore rispetto ad un'altra implica un consumo energetico in fase di pedalata inferiore a parità di tutti gli altri parametri (bicicletta, ruote, ciclista, ecc).

Immaginiamo che anche il peso dei 2 ipotetici pneumatici sia lo stesso (via la differenza di inerzia, quindi), come si può dimostrare che se il pneumatico è più stretto si fa meno fatica a pedalare?

Penso prorpio che la dimensione del pneimatico sia solo uno dei parametri che influenzano questo valore, è ovvio che supponendo lo stesso peso, lo stesso battistrada e la stessa pressione, l'impronta a terra è maggiore con relativi vantaggi e svantaggi, migliore trazione, ma maggiore atrito, quindi in caso di scarsa aderenza la prestazione è migliore, ma quando non serve l'attrito ti fa ovviamente spendere energie inutitli.

 

[ziopin12]

Consideriamo un parametro alla volta.
Es: gomme perfettamente slick così non conta la geometria del battistrada.

Domanda: come si determina l'impronta a terra?
Definiamo come massa totale "mtot" ciclista+bicicletta, "A"= impronta a terra, "pgomma"= pressione di gonfiaggio della gomma, non è che:

A= (mtot*9.81)/pgomma ???

A rigor di logica questo calcolo ha senso, ma allora la sezione del battistrada non conta niente, non comparendo questo parametro nell'espressione.
Qualcosa non torna, però, altrimenti ciò significherebbe che un ciclista potrebbe fare indifferentemente il Tour de France con una gomma sottile o con una grossa (ammesso che ne esista una grossa dello stesso peso di una sottile).

NB: queste sono solo "considerazioni da bar", non è che quando vado in bici sto attento a queste cose, anzi...
Diciamo che c'è in ballo una scommessa con un mio amico.

 

[Lampo 13]

A= (mtot*9.81)/pgomma

Questa da dove esce?

 

[Ser pecora]

Opinione comune vuole che una gomma con sezione minore rispetto ad un'altra implica un consumo energetico in fase di pedalata inferiore a parità di tutti gli altri parametri (bicicletta, ruote, ciclista, ecc).

Immaginiamo che anche il peso dei 2 ipotetici pneumatici sia lo stesso (via la differenza di inerzia, quindi), come si può dimostrare che se il pneumatico è più stretto si fa meno fatica a pedalare?

Credo che il punto stia nella maggiore pressione a cui i pneumatici di minor sezione vengono gonfiati. Minore è la sezione, maggiore è la pressione, minore è la deformazione del pneumatico. Deformazione che è la maggior responsabile della resistenza al rotolamento e quindi alla dissipazione di energia.
Un pneumatico di minor sezione avrà anzi una maggiore resistenza al rotolamento nel caso non sia gonfiato ad una pressione maggiore di uno di sezione maggiore.
Calcolare con precisione un coefficiente però è cosa molto difficile in quanto le variabili non sono costanti e sono numerosissime (pesi, composizione dei pneumatici, superficie di rotolamento,etc.). Per questo motivo non ho mai reputato molto attendibili i tests delle riviste.

 

[Lampo 13]

Immaginate un "pneumatico" a sezione triangolare fatto in acciaio (impronta a terra equivalente ad una lama), ed un altro in gomma morbidissima tipo camera d'aria (impronta a terra larga quanto il "copertone").
Ho estremizzato per dire che le variabili in gioco sono molte, la struttura della carcassa, la forma della sezione della stessa, la pressione di gonfiaggio, il tipo di battistrada, ed immagino altro.

 

[Comaz15]

Trovare un relazione matematica penso non sia cosa semplice, però tralasciando il disegno del battistrada, si possono fare diverse considerazioni:

L'attrito dipende dal tipo di mescola utilizzata: più è morbida e più attrito genera, dato che parte dell'energia va in deformazione della mescola.
L'impronta a terra, oltre ad favorire un maggior contatto mescola/terreno (ulteriore attrito), è indice di quanto si deve deformare un pneumatico per rotolare: questo infatti dovrebbe essere perfettamente rotondo, ma deformandosi in un punto assorbirà energia per deformarsi nel punto successivo.Qui entra in gioco la carcassa: più rigida è (dovrebbe corrispondere a un maggior n° di fili per pollice) e meno energia di deformazione verrà assorbita; si parla anche di carcassa elastica: penso si riferisca alla capacità di deformarsi nel senso di rotolamento assorbendo meno energia possibile.

Certo paragonado 2 gomme di sezione diversa, entrerà pesantemente in gioco la pressione, dato che mantenedo questa costante, probabilmente farà meno attrito la gomma più grossa, dato che a parità di peso del biker, quest'ultima si deformerà meno potendo contare su un'impronta a terra più grande(F= P*A).

 

[ziopin12]

Certo paragonado 2 gomme di sezione diversa, entrerà pesantemente in gioco la pressione, dato che mantenedo questa costante, probabilmente farà meno attrito la gomma più grossa, dato che a parità di peso del biker, quest'ultima si deformerà meno potendo contare su un'impronta a terra più grande(F= P*A).

ma l'attrito è dato dalla deformazione? non dipende, in teoria, dal peso e basta?

 

[Ser pecora]

Certo paragonado 2 gomme di sezione diversa, entrerà pesantemente in gioco la pressione, dato che mantenedo questa costante, probabilmente farà meno attrito la gomma più grossa, dato che a parità di peso del biker, quest'ultima si deformerà meno potendo contare su un'impronta a terra più grande(F= P*A).

ma l'attrito è dato dalla deformazione? non dipende, in teoria, dal peso e basta?

La deformazione è dipendente dal peso. Aumentando la pressione aumenti la rigidità del copertone e quindi diminuisce la deformazione (a scapito del comfort). Poi dipende la tipo di copertura (costruzione, mescola etc.)

 

[almailva]

di tutto questo si era già discusso anche nell'altro forum e da studi scientifici era risultato che alle pressioni di utilizzo corrette per pneumatico utilizzato nella bdc i copertoni da 23 erano meno resistenti al rotolamento dei 21.


quindi....

il fatto sta appunto nelle pressioni di gonfiaggio e nelladeformaione del battistrada oltre all'impronta a terra e da questi studi fatti sia con calcoli che test sul campo hanno dato i risultati sopra elencati.