Re: Il ciclista

From: m <maurizio.vianello_at_gmail.com>
Date: Sun, 9 Sep 2018 09:11:20 -0700 (PDT)

Il giorno domenica 9 settembre 2018 17:00:02 UTC+2, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Il 09/09/2018 14.50, Wakinian Tanka ha scritto:
> >
> > Il lavoro sul sistema bici+ciclista. Non e' essenziale che il punto
> > di applicazione della forza (attrito statico) sulla ruota sia
> > (istante per istante) fermo:
>
> Penso invece che sia essenziale: nel riferimento del suolo
> S il lavoro della forza di attrito statico è nullo, per
> definizione, perché il suo punto di applicazione è
> istante per istante in quiete.
>
> >
> > _________ mg*sin(alpha) <---| S | ---> v
> >
> > |_________|-----------> F
> >
> > La forza F è esterna al sistema S e quindi, per la 1a cardinale della
> > dinamica:
> >
> > Q' = R^(e)
> >
> > [la risultante di tutte le forze esterne, R^(e) = F - mg*sin(alpha),
> > e' uguale alla derivata temporale Q' della quantita' di moto del
> > sistema Q]
> >
> > si ha che F compie lavoro sul sistema:
> >
> > F.ds = {R^(e) + mg*sin(alpha)}.ds = Q'.ds +
> >
> > + mg*sin(alpha).ds = 0 + mg*sin(alpha).ds > 0
> >
> > in quanto nella situazione considerata il sistema si muove a
> > velocita' costante e dunque Q' = 0.
>
> Formalmente torna, ma è una dimostrazione truccata ;-)
> perché il ds sopra non è lo spostamento del punto
> di applicazione di F, che invece è nullo, ds = v dt
> con v velocità del punto della ruota su cui agisce
> F, e v è nulla.
> Dal punto di vista energetico, sempre nel caso ideale
> in cui si trascurano tutte le dissipazioni di energia
> ecc. ecc., in S in una data durata di tempo la forza
> di gravità esegue sul sistema un lavoro negativo, le
> forze motrici interne al sistema (v. ciclista) eseguono
> un lavoro positivo, il lavoro totale è nullo in
> accordo con il teorema dell'energia cinetica.
>
> Ciao
>
> --
> Giorgio Bibbiani
> (mail non letta)



Sono del tutto d'accordo. Il lavoro si calcola moltiplicando la forza (scalarmente) per lo spostamento infinitesimo del punto al quale è applicata e non di un altro punto. E per la potenza è lo stesso ma si deve moltiplicare per la velocità. Il calcolo di WT qui mi sembra una stranezza (diciamo così....).

Quindi la potenza della forza esercitata dal terreno sulle ruote è nulla.




Per una bici o moto o auto che sale a velocità costante (trascurando le dissipazioni ecc.) abbiamo che la derivata dell'energia cinetica è nulla e quindi lo è la potenza totale delle forze esterne e interne applicate al sistema. Qui abbiamo solo la potenza del peso (che è negativa) e la potenza erogata dal motore (muscolare, a benzina, elettrico) ovviamente a spese della propria energia interna, che si devono quindi compensare.


La potenza della forza peso è tanto maggiore in valore assoluto quanto maggiore è la velocità del veicolo che sale. E quindi tanto maggiore deve essere la potenza erogata dal motore (muscolare, a benzina, elettrico....)


La potenza erogata dal motore non viene gratis ma dalla conversione dell'energia interna in potenza meccanica. Tanta più potenza eroga tanta più energia interna (del ciclista, della benzina ecc.) viene consumata istante per istante.






Quindi per salire a velocità costante maggiore il motore deve erogare una potenza maggiore, anche se la coppia applicata alla ruota motrice, come si può facilmente calcolare, NON dipende dalla velocità. Se aumenti la coppia accelleri ma per mantenere una velocità costante la coppia che ti serve è sempre quella, ma la potenza no, la potenza aumenta con la velocità, e fino a che il motore (qualunque sia) può erogare tale potenza tu vai, e quando il motore raggiunge il massimo della potenza da lui erogabile più veloce di così non vai. Per questo non tutti i ciclisti sono uguali e non tutti i motori, che infatti si caratterizzano proprio attraverso la potenza massima erogabile (motore da 5 cavalli, da 100 cavalli, da 500 cavalli ecc.)



M
Received on Sun Sep 09 2018 - 18:11:20 CEST