diametro ruote - riduzione forza richiesta

[pier2]

Premetto di avere scarsissima dimestichezza con la fisica ma ho un problema che ho spesso sottoposto anche ad "addetti ai lavori" senza avere adeguata risposta.

Nella valutazione di tollerabilità delle movimentazioni manuali di carrelli si distinguono due fasi: fase di "avvio" e fase di "mantenimento". Ovviamente le forze che si registrano in fase di avvio sono molto maggiori di quelle tipiche di mantenimento (almeno nei percorsi in piano).

I quesiti sono: quale influenza ha il diametro delle ruote sulle due forze citate?

Esistono diametri migliori diversi per le due fasi? Come è possibile individuare un diametro ottimale?

[manderli]

Anch'io non sono un professore, comunque nel tuo caso le forze in gioco sono sempre nel verso e direzione dello spostamento e sono contrastate solo dalle forze di attrito volvente.

Quindi, direi che il diametro delle ruote sia influente solo perchè determina la porzione di ruota a contatto con il suolo.

Trattandosi di effetti reali, possono variare a seconda del materiale con cui sono fatte le ruote ed il pavimento, comunque mi verrebbe da dire che un diametro maggiore sia meglio; infatti, da Wikipedia:

"A parità delle altre condizioni, la resistenza opposta dall'attrito volvente è tanto minore quanto maggiore è il raggio di curvatura del corpo che rotola."

Per quanto riguarda il fatto di avere due fasi, credo si possa dire che in entrambe convenga la soluzione di un diametro grande.

Ciao.

Modificato: 31 ottobre 2007 da manderli

[pier2]

Forse hai ragione ma la differenza tra la fase di avvio e quella di mantenimento consiste nell'accelerazione che in avvio è elevata mentre in mantenimento può essere anche 0.

Forse a torto ma immagino che l'interfaccia ruota-terreno si possa comportare un poco come un cambio a doiversi rapporti in funzione del diametro della ruota.

Il problema forse si complica nel caso dei transpallet dove vi sono contemporaneamente ruote di diverso diametro.

Comunque ti ringrazio anche per l'idea di wilkipedia

Ciao

[Alessio_tre]

Si chiama inerzia! all' avvio si deve vincere il momento d' inerzia del corpo che si deve muovere e ci vuole tanta più energia quanto è alta l' accelerazione che si vuole però il momento d' inerzia dipende esclusivamente dal corpo com' è costruito ovvero peso dimensioni forma e non dall' attrito.

[emanuele.croci]

questo è vero nel caso della ... BICICLETTA, ovvero quando la forza che fa muovere l'oggetto viene trasmessa attraverso un albero che fa girare la ruota.

Se l'oggetto semplicemente lo SPINGI, condivido quanto scrivono Manderli e Alessio tre.

Ciao, Emanuele

[gremlins]

Ciao a tutti. Anch'io mi associo alle risposte precedenti. Il diametro della ruota (o meglio il raggio di curvatura) influisce, ma in scarsa entità; per esempio influisce di più la dimensione della ruota che tocca il terreno. Per essere più chiaro più è larga la ruota più è elevato il suo attrito.

Per le leggi della dinamica è più "faticoso" mettere un corpo in movimento vincendo tutte le forze d'attrito che mantenerlo ad una certa velocità. Per metterlo in moto bisogna fornire una forza che dipende dalla massa del corpo F=M*a.

[Federico Milan]

Prima di escludere l'inerzia o momento di inerzia bisonga confrontare i vari momenti componeti il carrello. Se il momento delle ruote è molto minore dell'intera massa del carro è trascurabile. A questo punto, si deve considerare l'atrito statico e l'atrito dinamico.

Ora, se il diametro è piccolo, e la ruota è quasi indeformabile come il terreno la superfice di contatto è piccola, se la ruota ha un diamtro grande ... protrebbe essere che ha "maggior" superficie di contatto.

Viceversa, se il giunto ruote carello ha una influenza sul movimento, grasso molto tenace, credo che convenga una ruota grande, in questo modo il manggior braccio fa percepire un minor sforzo a mettere in moto il carro.

Penso che una risposta non esista, a meno di non scoporre tutte le cause di atrito e valutarne le effettive percentuali ...

ciao

[fulvioromano]

A occhio e croce il momento delle ruote (momento d'inerzia assiale della massa) è trascurabile, a meno ché il carrello non abbia dei volani da sotto.

Più la ruota è grande più è insensibile sia alle asperità del terreno (mantenimento) sia all'attrito di primo distacco ("incastro" delle ruote, ovvero all'avvio).

La ruota piccola non ha nessun vantaggio dinamico. Gli unici vantaggi sono il costo, la manutenzione, l'ingombro, ecc.