gravità/newton/ignoranza e dintorni

[le89le]

ipotesi 1: resistenza aerodinamica che dipende dalla massa con un esponente minore di uno... nel caso dello stesso ciclista con lo zaino pieno di aria o di piombo l'esponente è zero.

ipotesi 2: non è valida l'ipotesi di Crr=costante oppure ci sono altre forze di attrito, ad esempio i cuscinetti, che dipendo poco o nulla dal peso.

ipotesi 2....Crr è costante...magari non nel tempo perchè in base alla temperatura delle gomma l'attrito può essere più o meno accentuato...però sono variazioni trascurabili!
prima quando abbiamo detto che Fatt= Crr x P non abbiamo detto proprio il giusto....perchè le forze d'attrito non dipendono dal peso ma dalla reazione vincolare R che in corpo produce a contatto con un'altra superfice....e questa non è data solo dal peso ( a meno che non si è in piano) ma partecipano anche le altre forze ( vedi F= mxa) in gioco con una percentuale che varia in base al seno o coseno dell'angolo con cui è inclinato il piano d'appoggio. questo potrebbe andare a incidere maggiormente sul risultato finale..

ipotesi 1.....non conosco i principi di attrito areodinamico quindi non posso sentenziare a riguardo...

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[shrdlu]

ipotesi 2....Crr è costante...magari non nel tempo perchè in base alla temperatura delle gomma l'attrito può essere più o meno accentuato...però sono variazioni trascurabili!
prima quando abbiamo detto che Fatt= Crr x P non abbiamo detto proprio il giusto....perchè le forze d'attrito non dipendono dal peso ma dalla reazione vincolare R che in corpo produce a contatto con un'altra superfice....e questa non è data solo dal peso ( a meno che non si è in piano) ma partecipano anche le altre forze ( vedi F= mxa) in gioco con una percentuale che varia in base al seno o coseno dell'angolo con cui è inclinato il piano d'appoggio. questo potrebbe andare a incidere maggiormente sul risultato finale..

ipotesi 1.....non conosco i principi di attrito areodinamico quindi non posso sentenziare a riguardo...

ipotesi 1: Fr = k * A * v^2. k è un coefficiente di forma, A è la sezione frontale e v è la velocità. Questo a basse velocità, poi la dipendenza da v non può più essere approssimata con il quadrato ma vanno considerati esponenti maggiori.

ipotesi 2: ma il valore di Crr da dove arriva? qual è il modello su cui si calcola e fin dove valgono le approssimazioni?

 

[le89le]

ipotesi 1: Fr = k * A * v^2. k è un coefficiente di forma, A è la sezione frontale e v è la velocità. Questo a basse velocità, poi la dipendenza da v non può più essere approssimata con il quadrato ma vanno considerati esponenti maggiori.

ipotesi 2: ma il valore di Crr da dove arriva? qual è il modello su cui si calcola e fin dove valgono le approssimazioni?

solitamente in base al tipo di attrito (statico, dinamico o volvente) e al tipo di superfici a contatto ci sono tabelle prestabilite che lo riportano. penso che magari anche le stesse case costrutrici di gomme l'abbiano....io che faccio meccanica ormai da 5 anni (3 all'itis e 2 all'uni) uso manuali con tabelle già fatte ed in base alle superfici di utilizzo si sceglie il coeff più adatto!
per le approssimazioni...solitamente in progettazione si tende ad approssimare i calcoli per restare in sicurezza...tanto poi il risultato finale viene moltiplicato per n volte per restare in sicurezza anche se ci sono carichi che oltrepassano la soglia di carico massimo.
p.s io parlo per quanto riguarda la progettazione di giunti frizioni molle bielle e tante altre parti meccaniche

 

[shrdlu]

E' vero, teoricamente su un piano inclinato due corpi lasciati cadere in assenza di attrito raggiungono la stessa velocità finale e l'equazione del loro moto sarà la medesima.
Però qui stiamo considerando gli attriti e come questi influenzano il moto, quindi entra in gioco un fattore fondamentale: l'inerzia. Se la resistenza aereodinamica oppone la medesima resistenza per i due ciclisti, questi però ne risentiranno in maniera diversa: il più pesante in maniera inferiore, quello leggero in maniera superiore.
Con la formula della reistenza alla pendenza Rp=P*tgθ (ovvero Rp=P*sinθ per pendenze superiori al 20%) si tiene in considerazione il fatto che il ciclista più pesante ha una maggiore inerzia e quindi risentirà meno degli effetti delle altre resistenze.

La mia è una spiegazione un po spannometrica, se vuoi approfondire ci sono dei libri sulla meccanica della locomozione che spiegano la cosa in maniera più approfondita e rigorosa.

Scusa Dany, ma cos'e` l'inerzia? Credo che tu ti stia riferendo alla massa inerziale, incidentalmente uguale alla massa gravitazionale... la formula della resistenza alla pendenza che citi altro non e` se non la componente della forza peso parallela al piano... ma si sa che gli ingegneri hanno piacere ad usare nomi altisonanti per cose al limite del banale.
Io cercavo di rispondere alla domanda iniziale: "perche` il ciclista piu` pesante scende piu` velocemente?"... ovvero: "qual e` la causa che frena in modo maggiore il ciclista piu` leggero?". Per ora non mi interessa quanto, ma mi interessa il perche` nel modello del mondo che chiamiamo fisica classica due corpi di peso diverso che cadono in un fluido lungo un piano inclinato non vanno alla stessa velocita`.
La mia obiezione e` che i tuoi calcoli dimostrano che l'attrito, modellato con le leggi che hai riportato, non c'entra una fava con il motivo per cui il ciclista piu` pesante va piu` veloce.
Se esci dal sistema e ragioni sui tuoi calcoli vedrai che, nel tuo modello, l'unica causa che produce l'effetto di rallentare il ciclista piu` leggero e` la resistenza aerodinamica.
Detto questo, direi che bisogna trovare una discesa abbastanza lunga, fare un raduno ed organizzare una raccolta di dati sperimentali...

 

[BeerMaster]

Scusa Dany, ma cos'e` l'inerzia? Credo che tu ti stia riferendo alla massa inerziale, incidentalmente uguale alla massa gravitazionale... la formula della resistenza alla pendenza che citi altro non e` se non la componente della forza peso parallela al piano... ma si sa che gli ingegneri hanno piacere ad usare nomi altisonanti per cose al limite del banale.
Io cercavo di rispondere alla domanda iniziale: "perche` il ciclista piu` pesante scende piu` velocemente?"... ovvero: "qual e` la causa che frena in modo maggiore il ciclista piu` leggero?". Per ora non mi interessa quanto, ma mi interessa il perche` nel modello del mondo che chiamiamo fisica classica due corpi di peso diverso che cadono in un fluido lungo un piano inclinato non vanno alla stessa velocita`.
La mia obiezione e` che i tuoi calcoli dimostrano che l'attrito, modellato con le leggi che hai riportato, non c'entra una fava con il motivo per cui il ciclista piu` pesante va piu` veloce.
Se esci dal sistema e ragioni sui tuoi calcoli vedrai che, nel tuo modello, l'unica causa che produce l'effetto di rallentare il ciclista piu` leggero e` la resistenza aerodinamica.
Detto questo, direi che bisogna trovare una discesa abbastanza lunga, fare un raduno ed organizzare una raccolta di dati sperimentali...

mi offro come biker leggero! se poi mi zavorrate posso fare anche quello pesante

 

[Spirulina]

Io ho sempre avuto l'impressione che in discesa si scende tutti più o meno alla stessa velocità. Si può aumentare la velocità assumendo posizioni più aerodinamiche, ma non è che se uno è più pesante va più veloce in linea generale

 

[Danybiker88]

Scusa Dany, ma cos'e` l'inerzia? Credo che tu ti stia riferendo alla massa inerziale, incidentalmente uguale alla massa gravitazionale... la formula della resistenza alla pendenza che citi altro non e` se non la componente della forza peso parallela al piano... ma si sa che gli ingegneri hanno piacere ad usare nomi altisonanti per cose al limite del banale.
Io cercavo di rispondere alla domanda iniziale: "perche` il ciclista piu` pesante scende piu` velocemente?"... ovvero: "qual e` la causa che frena in modo maggiore il ciclista piu` leggero?". Per ora non mi interessa quanto, ma mi interessa il perche` nel modello del mondo che chiamiamo fisica classica due corpi di peso diverso che cadono in un fluido lungo un piano inclinato non vanno alla stessa velocita`.
La mia obiezione e` che i tuoi calcoli dimostrano che l'attrito, modellato con le leggi che hai riportato, non c'entra una fava con il motivo per cui il ciclista piu` pesante va piu` veloce.
Se esci dal sistema e ragioni sui tuoi calcoli vedrai che, nel tuo modello, l'unica causa che produce l'effetto di rallentare il ciclista piu` leggero e` la resistenza aerodinamica.
Detto questo, direi che bisogna trovare una discesa abbastanza lunga, fare un raduno ed organizzare una raccolta di dati sperimentali...

Esatto, se non ci fossero gli attriti i due ciclisti andrebbero alla stessa velocità. Su questo non ci piove.
Il fatto è che il vettore quantità di moto varia in maniera proporzionale a seconda della massa del ciclista. Pertanto applicando una resistenza uguale per entrambi i cilclisti (la resistenza aereoedinamica) ovvero un vettore che si oppone al vettore quantità di moto, capirai che facendo la differenze la risultante risulta maggiore per il ciclista più pesante, che aveva una quantità di moto maggiore.
Se a 5 togli 3 e a 10 togli sempre 3, nel primo caso avrai una risultante di 2, nel secondo di 7, quindi maggliore.

Il moto rimane comunque uniformemente accelerato per entrambi i cilisti, tuttavia varia la forza (differenza tra contributo pendenza e attrito aereodinamico) applicata al ciclista e di conseguenza.

Facendo un esempio di un tir carico che viaggia a 100km/h e dello stesso tir scarico che viaggia alla stessa velocità. Trascurando l'attrito delle gomme e considerando solo l'attrito aereodinamico, penso che nessuno metta in dubbio che il tir carico percorra più strada.
Sempre facendo l'esempio dei tir in questo caso in discesa: per il tir più pesante servirà una maggiore potenza frenante per mantenere la sua velocità costante.
Lo stesso vale nel caso dei ciclisti, essendo maggiore il contributo della pendenza per il ciclista pesante, applicando la stessa forza frenante (la resistenza areodinamica nel nostro caso) il ciclista più pesante sarà meno rallentato.

Insomma è lo stesso principio per cui se tu lasci cadere due sfere di uguale diametro, aventi massa differente, in presenza di aria, la più pesante tocca il suolo prima.

 

[shrdlu]

Esatto, se non ci fossero gli attriti i due ciclisti andrebbero alla stessa velocità. Su questo non ci piove.
Il fatto è che il vettore quantità di moto varia in maniera proporzionale a seconda della massa del ciclista. Pertanto applicando una resistenza uguale per entrambi i cilclisti (la resistenza aereoedinamica) ovvero un vettore che si oppone al vettore quantità di moto, capirai che facendo la differenze la risultante risulta maggiore per il ciclista più pesante, che aveva una quantità di moto maggiore.
Se a 5 togli 3 e a 10 togli sempre 3, nel primo caso avrai una risultante di 2, nel secondo di 7, quindi maggliore.

Il moto rimane comunque uniformemente accelerato per entrambi i cilisti, tuttavia varia la forza (differenza tra contributo pendenza e attrito aereodinamico) applicata al ciclista e di conseguenza.

Facendo un esempio di un tir carico che viaggia a 100km/h e dello stesso tir scarico che viaggia alla stessa velocità. Trascurando l'attrito delle gomme e considerando solo l'attrito aereodinamico, penso che nessuno metta in dubbio che il tir carico percorra più strada.
Sempre facendo l'esempio dei tir in questo caso in discesa: per il tir più pesante servirà una maggiore potenza frenante per mantenere la sua velocità costante.
Lo stesso vale nel caso dei ciclisti, essendo maggiore il contributo della pendenza per il ciclista pesante, applicando la stessa forza frenante (la resistenza areodinamica nel nostro caso) il ciclista più pesante sarà meno rallentato.

Esatto! Quindi, per rispondere alla domanda iniziale, pare che il motivo per cui il ciclista piu` pesante scende piu` velocemente sia da ricercare esclusivamente nella resistenza aerodinamica.
Ovvero: se sparisse l'atmosfera allora tutti i ciclisti scenderebbero esattamente alla stessa velocita`, indipendentemente dal loro peso.
Alla fine, probabilmente, stavamo dicendo la stessa cosa.

 

[bis]

In assenza di aria, su un piano inclinato, l'accelerazione di un corpo dipende dal coefficiente d'attrito col piano e dalla pendenza (angolo) e NON dal peso.
In presenza di aria l'accelerazione dipende ANCHE dal peso e, come nel caso della caduta dei gravi in un fluido, maggiore e' il peso e maggiore sara' la velocita' limite.

 

[le89le]

Facendo un esempio di un tir carico che viaggia a 100km/h e dello stesso tir scarico che viaggia alla stessa velocità. Trascurando l'attrito delle gomme e considerando solo l'attrito aereodinamico, penso che nessuno metta in dubbio che il tir carico percorra più strada.
Sempre facendo l'esempio dei tir in questo caso in discesa: per il tir più pesante servirà una maggiore potenza frenante per mantenere la sua velocità costante.

non capisco...scusa in discesa se stiamo parlando di un moto uniformemente acc...che c'entra la v=cost??
inoltre nel primo esempio il tir carico di strada ne fa di meno perchè consuma di più...ha più massa da spostare! altro discorso se intendi nel senso che smettono di dare gas...chi si ferma prima? allora ok...ha più massa quindi più energia e forza inerziale e quindi il ragionamento fila....

 

[aleDEMA]

quindi se ho capito a parità di bici il biker più pesante va più veloce in discesa perchè grazie al suo peso, diminuisce la forza d'attrito e dei componenti meccanici e del terreno...

no, principalmente per la sua energia cinetica

 

[maxgemax]

Riassumendo: a parità di bicicletta, allestimento e manutenzioni, se vuoi andare a stecca in discesa a Natale ammazzati di pranzi. Altrimenti fai downhill sulla luna. Ma ci andiamo a incasinare con la gravità inferiore, bombole....

 

[Waldos]

Scusate se mi intrometto in questo vecchio thread, ma mi sembra che si stia "rivangando" l'argomento quando una spiegazione scientificamente corretta era già stata data un anno fa con questo documento . Perché si vuole tirare in ballo per forza l'attrito quando una spiegazione c'é anche senza di esso?

bye

Fabio

 

[sembola]

Scusate se mi intrometto in questo vecchio thread, ma mi sembra che si stia "rivangando" l'argomento quando una spiegazione scientificamente corretta era già stata data un anno fa con questo documento . Perché si vuole tirare in ballo per forza l'attrito quando una spiegazione c'é anche senza di esso?

bye

Fabio

Una spiegazione in "assenza di attriti dissipativi" che invece ci sono e che fornisce una velocità finale intorno ai 210 km/h (decisamente irreale a meno di lanciarsi da un aereo).

La teoria è una cosa, e la pratica un'altra.

 

[Waldos]

Una spiegazione in "assenza di attriti dissipativi" che invece ci sono e che fornisce una velocità finale intorno ai 210 km/h (decisamente irreale a meno di lanciarsi da un aereo).

La teoria è una cosa, e la pratica un'altra.

Son d'accordo che fra teoria e pratica ce ne corre, ma questo avviene soprattutto, come giustamente evidenziavi, sui valori assoluti, difficilmente la situazione si inverte, e se posso trovare una spiegazione che possa evitare di tenere conto di entità come gli attriti che sono i più difficili da quantificare non posso che esserne contento.
Inoltre il fatto che il peso delle ruote costituisca un freno alla velocità finale è un aspetto che probabilmente sfugge all'evidenza della maggior parte di noi ...

 

[sembola]

Son d'accordo che fra teoria e pratica ce ne corre, ma questo avviene soprattutto, come giustamente evidenziavi, sui valori assoluti, difficilmente la situazione si inverte, e se posso trovare una spiegazione che possa evitare di tenere conto di entità come gli attriti che sono i più difficili da quantificare non posso che esserne contento.
Inoltre il fatto che il peso delle ruote costituisca un freno alla velocità finale è un aspetto che probabilmente sfugge all'evidenza della maggior parte di noi ...

Le teorie vanno confermati dai dati empirici, se no restano teorie.

Nell' esempio finale, un biker + bici da 50 kg arriva a 61 m/s pari a 219,6 km/h, mentre uno da 100 kg a 62 m/s pari 223,2 km/h.

Insomma, con una differenza di peso enorme (100%) si ottiene una differenza di velocità molto piccola (1,6%) con una velocità irrealistica.

Insomma, qualcosa non torna. O è sbagliato il modello o gli attriti sono tutt'altro che trascurabili.

 

[Waldos]

Le teorie vanno confermati dai dati empirici, se no restano teorie.

Nell' esempio finale, un biker + bici da 50 kg arriva a 61 m/s pari a 219,6 km/h, mentre uno da 100 kg a 62 m/s pari 223,2 km/h.

Insomma, con una differenza di peso enorme (100%) si ottiene una differenza di velocità molto piccola (1,6%) con una velocità irrealistica.

Insomma, qualcosa non torna. O è sbagliato il modello o gli attriti sono tutt'altro che trascurabili.

queste non sono teorie, è fisica ...

come già detto, non sto negando l'impatto che ha sul dato finale (nel ns caso la velocità) anche l'attrito (senza la resistenza dell'aria probabilmente saremmo tutti oggetto dell'attenzione degli autovelox) ...

Dico solo che se la fisica ci avesse detto che un corpo più pesante cade ad una velocità maggiore di uno più leggero, nessuno si sarebbe posto il problema e questo thread non esisterebbe. Magari sarebbe stato giusto, per quanto caotico, cercare di invocare gli attriti per spiegare che le differenze non erano quelle calcolate in sede teorica.

Allo stesso modo, il documento citato ci dice che la fisica spiega che due biciclette non scendono alla stessa velocità, ma viene rallentata quella che ha le masse rotanti maggiori, quindi:

- a parità di peso totale, arriverà prima quella con le ruote più leggere
- a parità di peso delle ruote arriverà prima quella più pesante

poi è chiaro che gli attriti modificheranno i valori finali, ma chi ha posto la domanda ha implicitamente supposto che siano molto simili, se non uguali;
quando proviamo con gli amici, cerchiamo di assumere la posizione più possibile aerodinamica proprio per rendere l'attrito dell'aria il più basso possibile (e quindi più simile a quello dell'"avversario")
tutti concordiamo che non ha senso confrontare copertoni profondamente diversi o con differenti pressioni, ecc ...

 

[sembola]

Nello sci alpino non ci sono le ruote, eppure accade l'identica stessa cosa che con le biciclette, l'atleta più pesante è avvantaggiato nei tratti di scorrimento.

Evidentemente teoria e pratica abitano piani differenti.

 

[Waldos]

Nello sci alpino non ci sono le ruote, eppure accade l'identica stessa cosa che con le biciclette, l'atleta più pesante è avvantaggiato nei tratti di scorrimento.

Evidentemente teoria e pratica abitano piani differenti.

D'accordo, quel modello non si adatta allo sci e non spiega il fenomeno, invece si adatta ai mezzi con parti in rotolamento e lo spiega , certo non in modo quantitativo, ma qualitativo si.

Per cui, per tagliar corto, posso solo dire che la risposta "scientifica" a chi ha aperto il thread è: "perché pesi di più e l'inerzia delle tue ruote non è così grande da annullare l'effetto del tuo maggior peso"

per lo sci si potrebbe aprire un thread a parte

 

[sembola]

[MENTION=111251]dextermorgan[/MENTION]

stai confondendo forza, forza peso, peso, massa ed accellerazione.
Questo è il link dove aver un idea di cosa stiamo parlando: http://it.wikipedia.org/wiki/Piano_inclinato
letto questo, possiamo continuare di là, anche se la fisica non è una cosa opinabile.
PS.parola di biker pesantissimus...

Forse non ci siamo capiti, mi spiego meglio.

Due biker, uno leggero ed uno pesante (relativamente), iniziano una discesa nello stesso istante. Dopo un po' quello pesante è più avanti e quindi ha subito una accelerazione maggiore.

Come si spiega questo fatto?
[MENTION=21594]Bosco[/MENTION]

in breve in discesa un biker pesante accelera come uno leggero...

Nel modo reale accade il contrario: il biker dotato di maggiore massa accelera di più (poco, ma di più). Evidentemente ci sono altri parametri da tenere in considerazione. L'esperimento sulla Luna lo conoscevo ed è meraviglioso

se il biker + pesante accelera di + la ragione non sta nel suo peso

E nella sua massa?