Generatore a Precessione Giroscopica

[richiurci]

Ok lo ammetto
Lo avevo già sperimentato secoli fa non ricordo se a scuola o in box ma ho appena finito di replicare l'esperimento di bruno come il metodo scientifico impone.

Domani metto qualche disegno...Ovviamente confermano la teoria ne sono sicuro ma ci sono due movimenti che causano reazione come ovvio sterzata e "inclinata".

Probabilmente a basse velocità l'effetto stabilizzante della ruota è trascurabile ma per essere rigorosi so dobtebbero fare due conti ...e pesare una ruota di bici.agari lo farò o cercherò in rete.

Ma visto che siamo rigorosi... io continuo la mia diatriba con Bruno e aspetto che tutti vi schierate

Resto convinto che la ruota stabilizzi anche se vincolata al telaio..a Bruno lo dici stesso tu perché le due reazioni vincolari verdi sono non allineate quindi... generano un momento che agisce su forcella e di conseguenza sulla bici.

Ti ho convinto? Trascurabile numericamente (da verificare) ma assolutamente non nulla ed esattamente uguale a quando la tieni in mano.

E siamo tornati alla dinoca dei veicoli..argomento che mi interessa alquanto

[admin]

ma la ruota, portata in rotazione tende a conservare il piano di rotazione, in quanto massa rotante.
Questo è corretto ?

Secondo me sì.
Non sono per niente un bravo meccanico razionale, ma che la conservazione del momento della quantità di moto giochi un suo ruolo nell'equilibrio della bicicletta, lo direi anch'io.
Una ruota ferma non si riesce a farla stare ritta. La retta d'azione della forza peso applicata al baricentro finisce facilmente fuori della superficie di appoggio, e la ruota cade.
Però lanciando la ruota sulla strada facendola ruotare con asse di rotazione parallelo al piano stradale, sta ritta finché la velocità non scende sotto un certo limite, dopodiché cade.
Questo perché la stabilità dell'asse di rotazione, cioè la conservazione del momento angolare, almeno secondo me, fa si che la retta d'azione della forza peso cada dentro la superficie d'appoggio.
La bicicletta è un sistema più complesso di una semplice ruota ed il mantenimento dell'equilibrio da parte del ciclista però è dovuto a questo solo in minima parte. Probabilmente per tale motivo nel video di Superquark non se ne fa cenno e viene evidenziato il ruolo più importante giocato dalla controreazione, in tempo reale, alla caduta che sta avvenendo, operata dal ciclista in modo istintivo, dopo che ha imparato ad andare in bicicletta.
Equazioni non ne saprei scrivere neanche una e non so nemmeno se mettendomi di buona volontà potrei tirarci fuori qualcosa: sono problemi troppo difficili.
Su questo documento c'è una trattazione matematica

[EcoTan]

BrunoValente, nel tuo meccanismo, dove finisce l'energia che fornisci girando la manovella?

Secondo me si tratta di un ammontare di energia finito, una volta che la manovella ha raggiunto la voluta velocità non spinge più.
Nel mio esperimento c'è una cosa che mi stupisce: supposto che la piccola coppia di attrito trasmessa dal piatto giradischi alla piattaformina col volano sia uguale nei due versi, come mai il transitorio conseguente alla partenza del piatto dura molto meno del transitorio conseguente alla fermata dello stesso? (forse dovrei ripetere l'esperimento curando meglio la concentricità, alla partenza del piatto c'è qualche scuotimento che potrebbe falsare l'attrito)

[BrunoValente]

PS: BrunoValente, nel tuo meccanismo, dove finisce l'energia che fornisci girando la manovella?

Be', da nessuna parte perché non ne fornisco affatto, visto che al piatto, quindi anche alla manovella, non arriva alcuna coppia di reazione da parte del volano.

La sola energia che fornisco al dispositivo girando la manovella è quella necessaria ad imprimere velocità di rotazione all'insieme piatto+volano e dipende dal momento di inerzia che ha quell'insieme e dalla velocità angolare finale del piatto, non dipende invece dalla velocità di rotazione del volano che non influisce.

In pratica è la stessa energia che tramite la manovella sarebbe necessario fornire all'insieme piatto + volano per portarlo in rotazione se il volano fosse fermo rispetto al suo asse.

La coppia di reazione dovuta agli effetti giroscopici del volano in rotazione è ortogonale alla velocità del piatto, non parallela, e quindi in ogni caso non avrebbe modo di compiere lavoro sul piatto e comunque è cancellata dalla reazione vincolare offerta dall'asse del piatto che ortogonalmente è vincolato alla terra, quindi, guardando dal "lato manovella", non se ne avverte la presenza.

[BrunoValente]

Comunque, per farla breve, c'è un fatto generale e semplice che mi pare vada considerato ed evidenziato, visto che in sottofondo l'ho già menzionato più volte, e che a mio avviso taglia la testa al toro dissipando ogni dubbio che è il seguente:

Non si compie e non si può compiere lavoro quando le direzioni tra forza e spostamento, oppure tra coppia e spostamento angolare, sono tra loro ortogonali.

Tenendo conto di questo e guardando il nostro dispositivo ci si rende subito conto che il volano non può in alcun modo interagire energeticamente con il piatto e viceversa, in quanto i loro assi di rotazione sono tra loro ortogonali: fine della questione.

In pratica significa che il volano ruotando, indipendentemente da tutto, effetti giroscopici compresi, non potrà mai generare alcuna coppia sul piatto che abbia componenti orientate come l'asse del piatto.

[richiurci]

Secondo me sì.
Non sono per niente un bravo meccanico razionale, ma che la conservazione del momento della quantità di moto giochi un suo ruolo nell'equilibrio della bicicletta, lo direi anch'io.
Una ruota ferma non si riesce a farla stare ritta. La retta d'azione della forza peso applicata al baricentro finisce facilmente fuori della superficie di appoggio, e la ruota cade.
Però lanciando la ruota sulla strada facendola ruotare con asse di rotazione parallelo al piano stradale, sta ritta finché la velocità non scende sotto un certo limite, dopodiché cade.

Esatto. Ora mi leggo il documento linkato da admin e poi faccio anc'io un paio di disegnini.

In discussione è solo l'entità di tale effetto stabilizzante, ma assolutamente non è nullo.
Sui tutti i veicoli a due ruote gli effetti giroscopici sono apprezzabili, ho citato (ma non avete apprezzato ) il fatto che grazie alla conservazione del momento angolare una moto in volo può cambiare assetto accelerando o frenando.
Posso aggiungere che ci sono radiomodelli di moto che stanno in piedi grazie all'effetto giroscopico? Alcuni hanno un giroscopio interno, altri sfruttano le ruote anche se sono meno stabili come dice qui
http://www.baronerosso.it/forum/motomod ... -faor.html

e la honda ha sviluppato una moto che sta in piedi da sola:
http://motori.corriere.it/motori/antepr ... b556.shtml

proprio per ovviare alla mancanza di effetto giroscopico da ferma.

Poi ovviamente nella dinamica di una due ruote contano, e più dell'effetto giroscopico (almeno a basse e medie velocità) anche i tantissimi parametri geometrici: avancorsa, inclinazione della forcella e inclinazione del mezzo con o senza spostamento dei pesi. Più tanti altri fattori meno noti, es la posizione del pignone del motore rispetto all'asse del forcellone posteriore, o l'orientamento del volano in grossi motori rispetto all'asse del veicolo (nelle Guzzi la variazione di giri del motore provoca un momento che tende a far "sdraiare" la moto trasversalmente).

E nel frattempo l'invenzione rivoluzionaria langue

[Ianero]

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Nel disegno ho rappresentato in rosso la coppia che vorrebbe far cambiare la direzione all'orientamento dell'asse e in blu la direzione verso la quale, di conseguenza, si sposta l'asse.

Le frecce blu, se la ruota gira in quel modo, vanno al contrario.
Il momento angolare "segue" sempre il momento torcente, come la quantità di moto "segue" la forza.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Nella direzione della forza (rosso) non si manifesta alcuna opposizione al movimento, quindi, se vincoliamo la possibilità del movimento alla sola direzione della forza (forcella orientata nella direzione blu), nasce una reazione vincolare che cancella il movimento di reazione e non ci si accorge più di nulla.

Il telaio della bici non è ancorato a nulla, l'effetto viene trasferito lì e infatti quando sterzi mentre vai in bici, oltre a sterzare hai bisogno di "piegare" per non cadere.
In altre parole la precessione dell'asse della ruota viene trasferita all'intero telaio che tende a ruotare a destra se giri a sinistra e a sinistra se giri a destra.
Per cui tu devi piegare a destra se giri a destra, e a sinistra se giri a sinistra, per controbilanciare.
La forza ultima che controbilancia è quindi la forza peso che produce un momento variabile in funzione della tua inclinazione rispetto al suolo durante la curva.

[richiurci]

Scusa Ianero ma non sono d'accordo su una delle tue conclusioni, il bisogno di "piegare".

Sono considerazioni complesse ma l'inclinazione di cui parli serve a bilanciare le spinte che si generano in unn moto curvilineo e non è legata all'effetto giroscopico.

Insomma la bici si dovrebbe inclinare anche se non avesse ruote che girano, è il principio delle curve paraboliche... o dello sciatore, che si deve inclinare in curva pur non avendo roba che girano (a meno che qualcuno ti abbia fatto girare...altro )

[Ianero]

Prova a metterti in corsa con la bici su un rettilineo e a un certo punto gira lo sterzo a destra: cadrai a sinistra.
Quella di cui parli è l'inerzia del moto lineare, ed è giusto, c'è anche quella, ed il motivo è che hai un sistema (bici) che è anche in traslazione.
Devi controbilanciare entrambi gli effetti.

Per avere una "immagine mentale" pensa che la ruota tocca terra in un solo punto.

[EcoTan]

Visto che parliamo di bici, può stare anche in surplace, col manubrio sterzato fisso purchè non abbia la ruota libera posteriore. Insomma i casi sono tanti.
https://www.youtube.com/watch?v=g8NY-3dEB-M