Quesito: frenata e ruote bloccate
Ciao,
Devo rispondere a questo quesito teorico:
"Si supponga che ci si trovi alla guida di una macchina lungo un' autostrada ad alta velocità. Perché bisognerebbe evitare di schiacciare troppo i freni se ci si vuole fermare alla minore distanza possibile? Cioè, perché si dovrebbero mantenere in rotazione le ruote mentre si frena?"
Il mio tentativo di risposta:
Se le ruote sono bloccate si instaura una forza d'attrito dinamico e l'auto si comporta come un blocco che scivola su un piano orizzontale scabro.
Ho anche calcolato la distanza di frenata con ruote bloccate:
$d=v_0^2/(2mu_dg)$
Se invece freniamo senza bloccare le ruote ho un po' di difficoltà:
Supponiamo che il sistema di freni funzioni come per la bici, ci sono dei pattini che "pinzano" i bordi delle ruote. Si instaura una forza l'attrito dinamico tra il pattino e la ruota: questa forza è diretta tangenzialmente nel verso opposto al moto dell'auto. In pratica causa il rallentamento della ruota.
Questa forza d'attrito tra pattino e ruota aumenta all'aumentare della forza dei pattini sulla ruota: cioè più viene "pinzata" la ruota e più aumenta la forza normale sui pattini.
Poi non so come andare avanti, in sostanza credo di dover dimostrare che la distanza di frenata è minore senza bloccare le ruote.
Chiederei di non usare grandezze "angolari" nella spiegazione perché il testo non le ha ancora introdotte.
Grazie.
Devo rispondere a questo quesito teorico:
"Si supponga che ci si trovi alla guida di una macchina lungo un' autostrada ad alta velocità. Perché bisognerebbe evitare di schiacciare troppo i freni se ci si vuole fermare alla minore distanza possibile? Cioè, perché si dovrebbero mantenere in rotazione le ruote mentre si frena?"
Il mio tentativo di risposta:
Se le ruote sono bloccate si instaura una forza d'attrito dinamico e l'auto si comporta come un blocco che scivola su un piano orizzontale scabro.
Ho anche calcolato la distanza di frenata con ruote bloccate:
$d=v_0^2/(2mu_dg)$
Se invece freniamo senza bloccare le ruote ho un po' di difficoltà:
Supponiamo che il sistema di freni funzioni come per la bici, ci sono dei pattini che "pinzano" i bordi delle ruote. Si instaura una forza l'attrito dinamico tra il pattino e la ruota: questa forza è diretta tangenzialmente nel verso opposto al moto dell'auto. In pratica causa il rallentamento della ruota.
Questa forza d'attrito tra pattino e ruota aumenta all'aumentare della forza dei pattini sulla ruota: cioè più viene "pinzata" la ruota e più aumenta la forza normale sui pattini.
Poi non so come andare avanti, in sostanza credo di dover dimostrare che la distanza di frenata è minore senza bloccare le ruote.
Chiederei di non usare grandezze "angolari" nella spiegazione perché il testo non le ha ancora introdotte.
Grazie.
Risposte
Perche' se mantieni le ruote in condizioni di rotolamento puro:
1) il coefficiente statico e' piu' alto di quello dinamico
2) L'attrito volvente continua a fare il suo lavoro di rallentamento
3) La macchina tende per inerzia ad "abbattersi in avanti" aumentando la forza normale sulle ruote anteriori e di conseguenza la forza di attrito
Non occorre scomodare i componenti dei freni, al solito ti complichi la vita inutilmente.
1) il coefficiente statico e' piu' alto di quello dinamico
2) L'attrito volvente continua a fare il suo lavoro di rallentamento
3) La macchina tende per inerzia ad "abbattersi in avanti" aumentando la forza normale sulle ruote anteriori e di conseguenza la forza di attrito
Non occorre scomodare i componenti dei freni, al solito ti complichi la vita inutilmente.
In che senso attrito statico? L'attrito non è concorde con il moto dell'auto?
No........di nuovo............
Senti cerca qualche post sull attrito qui, ce ne sono migliaia, non possiamo riscrivere le stesse cose.
L'attrito non ha un verso definito, e' un'incognita, il verso dipende dal sistema di froze. Cerca un po' qui, oppure spera nella memoria di shackle che trova i post piu remoti, che io non ho idea come faccia
Senti cerca qualche post sull attrito qui, ce ne sono migliaia, non possiamo riscrivere le stesse cose.
L'attrito non ha un verso definito, e' un'incognita, il verso dipende dal sistema di froze. Cerca un po' qui, oppure spera nella memoria di shackle che trova i post piu remoti, che io non ho idea come faccia
Io ci aggiungerei anche il fatto che il coefficiente d'attrito dinamico tra pinze e freni è più alto di quello tra ruote e asfalto ... IMHO
"axpgn":
Io ci aggiungerei anche il fatto che il coefficiente d'attrito dinamico tra pinze e freni è più alto di quello tra ruote e asfalto ... IMHO
Anche secondo me, il ché contribuisce a far rallentare la ruota, però non basta per completare la risposta.
Perché?
Beh, più grande è il coefficiente di attrito dinamico, più grande è la forza d'attrito dinamico che rallenta la ruota.
Come risposta non penso basti perché la forza normale che stiamo considerando è diversa, e diversa è la velocità da considerare.
In un caso la forza normale sarebbe quella della strada sull'auto, nell'altro caso sarebbe quella della ruota sul pattino dei freni.
La velocità in un caso sarebbe quella dell'auto, nell'altro quella del punto della ruota.
In un caso la forza normale sarebbe quella della strada sull'auto, nell'altro caso sarebbe quella della ruota sul pattino dei freni.
La velocità in un caso sarebbe quella dell'auto, nell'altro quella del punto della ruota.
"professorkappa":
No........di nuovo............
Senti cerca qualche post sull attrito qui, ce ne sono migliaia, non possiamo riscrivere le stesse cose.
L'attrito non ha un verso definito, e' un'incognita, il verso dipende dal sistema di froze. Cerca un po' qui, oppure spera nella memoria di shackle che trova i post piu remoti, che io non ho idea come faccia
Più che altro non capisco perché parli di attrito statico essendo l'auto in moto rispetto alla strada.
"professorkappa":
...... Cerca un po' qui, oppure spera nella memoria di shackle che trova i post piu remoti, che io non ho idea come faccia
Ogni sera ripasso le tabelline, da quella dell' uno a quella del tredici ... 
@ Analisizero ,
qui stiamo considerando un' automobile reale , quindi direi che bloccando le ruote viene essenzialmente meno l'attrito volvente , e la macchina slitta sulla strada perchè perde l'aderenza, l'attrito dinamico non è in grado di frenarla.
"AnalisiZero":
La velocità in un caso sarebbe quella dell'auto, nell'altro quella del punto della ruota.
Non capisco cosa c'entri ... la sostanza è che la frenata pinza/disco è più efficace della frenata gomma/asfalto ...
"axpgn":
[quote="AnalisiZero"]La velocità in un caso sarebbe quella dell'auto, nell'altro quella del punto della ruota.
Non capisco cosa c'entri ... la sostanza è che la frenata pinza/disco è più efficace della frenata gomma/asfalto ...[/quote]
E come dimostri che l'accelerazione nel primo caso è maggiore che nel secondo?
"Shackle":
[quote="professorkappa"]...... Cerca un po' qui, oppure spera nella memoria di shackle che trova i post piu remoti, che io non ho idea come faccia
Ogni sera ripasso le tabelline, da quella dell' uno a quella del tredici ... @ Analisizero ,
qui stiamo considerando un' automobile reale , quindi direi che bloccando le ruote viene essenzialmente meno l'attrito volvente , e la macchina slitta sulla strada perchè perde l'aderenza, l'attrito dinamico non è in grado di frenarla.[/quote]
Però agisce. Perché non posso pensare all'auto come a un blocco che striscia, se le ruote sono bloccate?
Però agisce. Perché non posso pensare all'auto come a un blocco che striscia, se le ruote sono bloccate?
Certo che agisce , e puoi pensare all'auto come a un blocco che striscia. Però , per esperienza pratica , l'auto diventa incontrollabile. Molto meglio un attrito volvente , che un'auto che non si controlla.
Comunque qui stiamo ragionando senza dati alla mano , e francamente penso che non si possano portare consistenti prove di ció che si afferma . A me non piacciono questi tipi di quiz ; credo che , più che altro , vogliano spingere lo studente a fare dei ragionamenti , per cercare di dargli uno spirito critico su questioni fisiche, e nulla altro .
"AnalisiZero":
E come dimostri che l'accelerazione nel primo caso è maggiore che nel secondo?
Cioè???
Premetto che concordo con questo
"Shackle":, e di conseguenza qui non si chiedono dei conti precisi ma solo una valutazione qualitativa ...
....credo che , più che altro , vogliano spingere lo studente a fare dei ragionamenti , per cercare di dargli uno spirito critico su questioni fisiche, e nulla altro ...
Inoltre ti ripeto che la differenza fondamentale è la maggior efficacia del sistema pinze/disco rispetto al brutale strisciamento delle ruote, prova a chiedere a quelli della Brembo perché spendono un sacco di soldi nella ricerca di migliori soluzioni ...
Peraltro non bisogna dimenticare che un'auto che "striscia" è quasi ingovernabile rispetto a quando le ruote rotolano (ricordati la discussione riguardante "sterzare sul ghiaccio" ... )
Sul fatto che l'auto sia più controllabile mentre le ruote girano non ci sono dubbi, anche se il testo parlava di distanza di frenata su strada dritta.
Comunque se come dite il senso di queste domande è "farci ragionare un po' su" allora inutile complicare il problema, abbiamo risposto in modo abbastanza completo.
Grazie
Comunque se come dite il senso di queste domande è "farci ragionare un po' su" allora inutile complicare il problema, abbiamo risposto in modo abbastanza completo.
Grazie
Io ho l'impressione che la domanda iniziale prevedesse una risposta molto semplice: la frenata senza slittamento è più efficace perché l'attrito statico ha coefficiente maggiore di quello dinamico, e quindi la forza frenante nel caso di non slittamento è maggiore. Il sistema ABS delle auto sfrutta questo fenomeno. Naturalmente il tutto funziona sensi sfrutta al massimo l'attrito statico disponibile, il che richiede di portare le ruote al limite dello slittamento. Ciò può essere fatto efficacemente solo da un sistema elettronico, l'ABS appunto, perché se fatto manualmente non credo si riuscirebbe nell'impresa. Tutti i ragionamenti sulle pinze e il disco sono fuori luogo.
"mathbells":
Tutti i ragionamenti sulle pinze e il disco sono fuori luogo.
Non sono d'accordo; è chiaro che finché le ruote rotolano (attrito statico) è possibile applicare una forza frenante maggiore di quando slittano (attrito dinamico), ma se il sistema pinze/disco non è in grado di generare una forza frenante maggiore dell'asfalto sulle ruote allora tanto vale strisciare ...
Detto in altro modo: se vai in bici e hai i tamponi dei freni consumati, è meglio se metti giù i piedi ...
"mathbells":
Ciò può essere fatto efficacemente solo da un sistema elettronico, l'ABS appunto, perché se fatto manualmente non credo si riuscirebbe nell'impresa.
Questo è un argomento ancora dibattuto: piloti molto esperti possono arrestarsi in uno spazio minore. Inoltre, in caso di neve fresca, spesso l'ABS allunga lo spazio di frenata.
Cordialmente, Alex
Mi scuso in anticipo per il cambio argomento, ma essendo nuovo, non sono molto pratico del forum.
Sono uno studente di Ingegneria Meccanica e avrei una domanda inerente ai freni a disco.
Ho compreso come funziona la frenata e tutti i meccanismi, ma non riesco a capire come le placchette di ferodo arretrano durante il rilascio del freno. Nel freno a tamburo abbiamo una molla con il proprio coefficiente di elasticità K ma nei freni a disco?
Sono uno studente di Ingegneria Meccanica e avrei una domanda inerente ai freni a disco.
Ho compreso come funziona la frenata e tutti i meccanismi, ma non riesco a capire come le placchette di ferodo arretrano durante il rilascio del freno. Nel freno a tamburo abbiamo una molla con il proprio coefficiente di elasticità K ma nei freni a disco?
Ciao Sciengey7, benvenuto sul Forum
Sarebbe bene non agganciarsi a un post vecchio, ma aprire un post nuovo, al limite richiamando se necessario il post vecchio.
Comunque per rispondere sinteticamente alla tua domanda le pastiglie sono pressate dalla pinza che a sua volta è pressata da un sistema idraulico o pneumatico attivato premendo il pedale del freno e disattivato rilasciando il pedale.
https://it.wikipedia.org/wiki/Freno_a_disco
http://cdmunicas.it/notes/PEM/2016/L19- ... izioni.pdf
https://core.ac.uk/download/pdf/14690651.pdf
Sarebbe bene non agganciarsi a un post vecchio, ma aprire un post nuovo, al limite richiamando se necessario il post vecchio.
Comunque per rispondere sinteticamente alla tua domanda le pastiglie sono pressate dalla pinza che a sua volta è pressata da un sistema idraulico o pneumatico attivato premendo il pedale del freno e disattivato rilasciando il pedale.
https://it.wikipedia.org/wiki/Freno_a_disco
http://cdmunicas.it/notes/PEM/2016/L19- ... izioni.pdf
https://core.ac.uk/download/pdf/14690651.pdf
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