[it.scienza.fisica 15 Apr 2020] Soviet_Mario ha scritto:
>
> Talvolta capita che cadano dei cerchioni grandi e snelli,
> pure pesanti, ma con un bel momento di inerzia diciamo.
> ..... <cut - tagliato descrizione fenomeno>
> La cosa mi è aliena perché non riesco ad es. a vederci
> l'effetto giroscopio : se il cerchione ruotasse da principio
> non mi stupirei che facesse resistenza a variare l'asse, ma
> di fatto non ruota dovrebbe cadere a piombo. Datemi qualche
> dritta .... tipo come si chiama il fenomeno e donde ne nasce
> tnx
Hai posto un bel quesito di dinamica del corpo rigido a struttura giroscopica.
Rispondere bene non e' facile (specie su un ng), quindi comincio con il proporre
alcune semplici osservazioni sperimentali.
Un modo per produrre il fenomeno e' quello di prendere un cerchione con le mani
in punti A e B diametralmente opposti ed inclinarlo in modo che un punto medio
della semicirconferenza AB sia a contatto con il terreno. Imprimendo al cerchione
una brusca spinta verso il basso ad es. con la mano in B, si avvia il succitato
spiattelamento del cerchione (rumoroso e di frequenza crescente).
Pero' generato a questo modo il fenomeno e' difficile da osservare bene e da
spiegare. Propongo percio' un altro esperimento solo apparentemente diverso.
Se si lancia un cerchione su uno spiazzo pianeggiante questo rotola su una
traiettoria che si incurva (ad es. verso dx) con un raggio decrescente man mano
che la velocita' rallenta. L'inclinazione aumenta finche' il cerchione cade a
terra manifestando il fenomeno parossistico in discussione.
Un banale calcolo meccanico permette di correlare la velocita' v del cerchione,
la sua inclinazione alpha rispetto alla verticale ed il raggio istantaneo di
curvatura R della traiettoria corrispondenti ad una condizione di equilibrio:
R = v^2/g*tg(alpha)
La prima cosa non banale da capire e' come mai tale equilibrio risulti di fatto
"dinamicamente stabile". Il meccanismo giroscopico non consiste affatto di una
inesistente fissita' dell'asse di figura, ma va ricercato nella seconda equazione
della dinamica dei sistemi che regola "automaticamente" il raggio R della
traiettoria in funzione della velocita' e dell'inclinazione dell'oggetto.
BTW questo "equilibrio dinamico stabile" e' ben noto ai motociclisti abituati a
"poggiare in curva", senza possedere raffinate virtu' di equilibristi.
Non credo che fin qui sia tutto chiaro, ma per ora mi fermo qui.
Si potra' in seguito cercare di capire i dettagli finali del moto del cerchione,
quando il raggio di curvatura R della traiettoria si avvicinera' inevitabilmente
al raggio r del cerchione stesso.
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Elio Proietti
Valgioie (TO)
Received on Thu Apr 16 2020 - 19:27:26 CEST