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Notiziario Marketpress di
Mercoledì 20 Aprile 2011 |
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NUOVA RICERCA SVELA PERCHÉ UNA BICICLETTA RIMANE STABILE QUANDO È IN MOVIMENTO
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Bruxelles, 20 aprile 2011 - Per oltre un secolo gli scienziati si sono scervellati sulla fisica della fidata bicicletta, ora le nuove scoperte di un team internazionale di ricercatori hanno gettato nuova luce su questo annoso quesito. Il team, composto da ricercatori del Politecnico di Delft (Tu Delft) nei Paesi Bassi e della Cornell University negli Stati Uniti, si è impegnto per scoprire come mai una bicicletta rimane stabile oltre una certa velocità. Quando una bicicletta guadagna velocità diventa stabile da sola, tanto che la si potrebbe spingere lateralmente senza farla cadere. Precedentemente si riteneva che questa stabilità fosse legata a due fattori. Il primo è che le ruote della bicicletta che girano dovrebbero fornire stabilità mediante gli effetti giroscopici, e il secondo è che si riteneva che la "avancorsa", ovvero la distanza tra il punto di contatto della ruota anteriore e la proiezione a terra dell’asse di sterzo, giocasse una parte importante. Queste nuove scoperte, pubblicate nella rivista Science, scartano questa vecchia teoria. "Noi abbiamo saputo per anni che la spiegazione generalmente accettata per la stabilità della bicicletta era troppo semplice," dice il dott. Arend Schwab, ricercatore della facoltà 3mE presso il Tu Delft. "Gli effetti giroscopici e l´avancorsa aiutano, ma non sono essenziali per la stabilità." Il dott. Schwab e il suo team hanno usato un modello matematico con circa 25 parametri fisici che avevano sviluppato per una precedente ricerca. Questo modello può prevedere molto accuratamente se, e a quali velocità, una particolare geometria della bicicletta risulterebbe stabile. Partendo da questo lavoro, il team ha progettato e costruito una bicicletta con cui mostrare in un esperimento che sia gli effetti giroscopici che l´avancorsa non sono necessari a una bicicletta per rimanere stabile da sola al di sopra di una certa velocità. "Nella nostra pubblicazione su Science noi abbiamo ora mostrato non solo teoricamente, ma anche mediante un esperimento, che le nostre intuizioni sono corrette," dice il dott. Schwab. La cosiddetta bicicletta "Two Mass Skate" che essi hanno sviluppato possiede delle piccole ruote controrotanti, e quindi non si può parlare di effetto giroscopico, e una ridotta avancorsa negativa. Il punto di contatto della ruota anteriore è leggermente oltre l´asse di sterzo, eppure la bicicletta rimane stabile. "Non è stato facile," spiega il dottorando Jodi Kooijman, che ha eseguito gran parte del lavoro sperimentale. "Il primo prototipo non ha funzionato, e noi avevamo quasi abbandonato ogni speranza dopo una serie di tentativi ripetuti, quando improvvisamente ci siamo sentiti in grado di mostrare la stabilità. Ci si deve preoccupare, ad esempio, della superficie del terreno, che deve avere esattamente la giusta ruvidità e rigidità." Avendo dimostrato la loro teoria mediante una serie di esperimenti, il dott. Schwab spiega le implicazioni teoriche della ricerca. "Noi abbiamo dimostrato che anche la distribuzione delle masse è importante per la stabilità, in particolare la posizione del centro di massa del meccanismo di sterzo della bicicletta." In altre parole, perché una bicicletta sia stabile, il meccanismo di sterzo deve essere instabile; Se la bicicletta cade, lo sterzo dovrebbe cadere persino più velocemente. Queste scoperte hanno anche delle implicazioni per i produttori di biciclette. Anche se il design della bicicletta è cambiato poco dalla fine del diciannovesimo secolo, queste nuove scoperte potrebbero aiutare a sviluppare nuove modifiche per diversi tipi di biciclette pieghevoli e da carico. Per maggiori informazioni, visitare: Tu Delft: http://home.Tudelft.nl/en/ |
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