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La trazione di un Veicolo: da cosa dipende?

 La trazione di un Veicolo: da cosa dipende?

Sia che tu stia guidando un piccolo go-kart o un mezzo pesante, hai bisogno di trazione per procedere.

A dirla tutta, non potresti nemmeno camminare senza di essa. Trazione è una parola comunemente usata e molti credono che sia solo un sinonimo di attrito delle ruote. Ma è davvero così? Diamo un’occhiata più da vicino all’attrito ed alla trazione: perché è fondamentale per una guida sicura?
Conosciamo tutti la sensazione che si prova quando le gomme perdono aderenza ed il veicolo inizia a sbandare.

Lo slittamento controllato in un go-kart potrebbe essere divertente, ma altri generi di veicoli che slittano inaspettatamente su una strada potrebbero causare situazioni molto pericolose.

Lo slittamento è dovuto al fatto che il veicolo perde aderenza e, ovviamente, questo ha a che fare con pneumatici e manto stradale.

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Si tratta di attrito tra gomma e asfalto! Parleremo di fisica, ma cercheremo di farlo nella maniera più semplice possibile.
L’attrito in quanto tale non sposta il veicolo in avanti. L’attrito è una forza resistente che resiste al moto relativo di due superfici. In poche parole, durante la guida, il motore genera una forza sulle ruote motrici che spostano il veicolo in avanti. L’attrito è la forza che si oppone alla gomma dello pneumatico dallo scivolare sulla superficie stradale. Tuttavia, le cose non sono così semplici – abbiamo due diverse attriti da considerare; attrito statico e cinetico.

  • Attrito statico: la forza di attrito tra le superfici che NON si spostano l’una rispetto all’altra.
  • Attrito cinetico: la forza di attrito tra le superfici che si muovono l’una rispetto all’altra.

Ma quando le ruote girano non si tratta di attrito cinetico? NO!

Quando si guida su una strada asciutta, indipendentemente dalla velocità del veicolo, è l’attrito statico che mantiene il veicolo stabile. Se lo guardi al microscopio – e molto lentamente – l’area di contatto dello pneumatico non si muove rispetto alla superficie stradale. È solo che continuamente nuove parti delle ruote vengono a contatto con la strada mentre la ruota sta rotolando.

L’attrito delle ruote è fondamentale per la manovra di un veicolo.

Ora sai che l’attrito statico mantiene il veicolo sulla giusta traiettoria quando si guida a velocità costante. Ma ci sono anche altre situazioni in cui

trazione e pattinamento
trazione e pattinamento

l’attrito è fondamentale per far sì che il veicolo si comporti nel modo desiderato:

  • Quando acceleri;
  • Quando sterzi;
  • Quando freni;

In queste situazioni, è fondamentale che la forza di attrito statico superi altre forze, ad es. l’energia cinetica, che potrebbe mettere far perdere aderenza al tuo veicolo. Quindi, cosa influenzerà la tua presa sulla strada?

L’aderenza all’asfalto è una somma di variabili.

In realtà, ci sono diversi fattori che influenzano l’aderenza alla strada. Alcuni dei quali sono critici.

  1. Il materiale delle superfici di contatto, vale a dire la qualità della gomma e il materiale del manto stradale: di solito asfalto.
  2. La trama di questi materiali: vale a dire che la trama più “ruvida” migliora la presa sulla strada.
  3. La forza che preme le superfici insieme, cioè il peso del veicolo.
  4. Altri materiali tra le superfici di contatto, ad es. acqua, ghiaccio, ghiaia o fuoriuscita di carburanti.

In una tipica situazione di guida, i primi tre fattori sono piuttosto costanti; il nostro veicolo ha un certo peso e gli stessi pneumatici per migliaia di km. Guidiamo inoltre tendenzialmente sempre lungo strade asfaltate (anche se gli asfalti non sono tutti uguali). Di conseguenza, adattiamo il nostro stile di guida a questi determinati fattori. Ma all’improvviso, potrebbe esserci una forte pioggia e tutto cambia…

Statico può diventare cinetico

In determinate condizioni, potrebbe apparire qualcos’altro tra lo pneumatico ed il manto stradale, ad esempio l’acqua piovana. L’acqua funge da lubrificante tra la gomma del battistrada e l’asfalto e, di conseguenza, l’attrito statico si riduce. Peggio ancora, la strada potrebbe essere ghiacciata.

Quando si accelera sul ghiaccio, se la forza applicata (la forza trainante sulle ruote) supera l’attrito statico, le ruote perderanno aderenza.
Ma anche se nulla si interpone tra asfalto e battistrada…

In curva, se la forza centrifuga supera la forza di attrito statico, le ruote perderanno aderenza e l’energia cinetica farà scivolare il veicolo dritto in avanti, nonostante tu stia girando il volante.

Quello che succede realmente qui è che, quando viene superato l’attrito statico, subentra un altro tipo di attrito; l’attrito cinetico, noto anche come attrito dinamico o scorrevole. Il veicolo scivolerà fino a quando questo attrito cinetico alla fine lo farà fermare.
Con le ruote sterzate, esse gireranno fino a quando la forza di attrito statica non torna a superare la forza cinetica di attrito (cosa che si ottiene abbassando la pressione sull’acceleratore). A questo punto quindi le ruote ritroveranno aderenza con l’asfalto.

Coefficiente di attrito
Quanto lontano scivolerà un veicolo e quanto è scivolosa la strada, è determinato dal coefficiente di attrito.
Materiali e trame diversi offrono attriti diversi. Il coefficiente di attrito è una misura di quanto attrito fornisce un materiale o una trama. Questo coefficiente è utile agli ingegneri nello sviluppo di nuovi materiali per pneumatici e superfici stradali. Ma per il guidatore medio è sufficiente concludere che è desiderabile un alto coefficiente di attrito. Anche se chiaramente questo influisce negativamente sui consumi.

Qual è la differenza tra attrito e trazione?

Mentre l’attrito è un’espressione fisica generale, la trazione del veicolo può essere definita come l’attrito tra una ruota motrice e la superficie stradale.
“La trazione è l’attrito tra una ruota motrice e il manto stradale. Se perdi la trazione, perdi aderenza al terreno. “
Ora sai che tutto si riduce all’attrito. Ti rendi anche conto che la trazione in quanto tale non può essere aumentata attraverso sistemi elettronici. Per aumentare realmente la trazione, è necessario introdurre fisicamente qualcosa con un coefficiente di attrito più alto sotto le gomme. In realtà, questo è quello che fai quando getti sabbia su una strada ghiacciata o usi catene le da neve: aumenti il coefficiente di attrito. Dipende tutto da quella piccola area di contatto tra il battistrada della gomma e la strada: è pura fisica.

Capito perché gli pneumatici devono sempre essere curati?

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