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Fenomeni meccanici e loro interpretazione
Il poggiatesta e il sedile sviluppano però una reazione uguale rispettivamen-
te a
-
F
T
e
-
F
C
che mantengono in quiete (rispetto alla macchina!) sia la
testa che il corpo del guidatore.
In assenza del poggiatesta, questa reazione verrebbe a mancare e la testa
dovrebbe essere frenata dalla muscolatura del collo e dall’azione delle prime
vertebre della colonna vertebrale. Questo è ciò che accade sempre nelle fre-
nate (
Figura 44
) durante le quali la cintura di sicurezza neutralizza l’azione
della forza apparente agente sul corpo ma non esiste nulla per contrastare il
movimento in avanti della testa.
Gli effetti ora descritti assumono scarsa rilevanza in re-
gime normale di marcia di un automezzo ma possono
causare danni gravi in caso di frenate molto brusche,
tamponamenti, urti frontali. Nel caso di automobili
impegnate in gare estreme (di formula 1 ad esempio)
tali effetti sono importanti anche in regime “normale”
di gara e questo spiega perché i piloti siano dotati di
caschi particolari che consentono di scaricare gli effet-
ti delle forze apparenti sulle spalle o, addirittura, sulla
struttura dell’automobile (
Figura 45
)
Consideriamo ora l’effetto delle forze di attrito (caso
b.
). Come è noto, que-
ste si oppongono sempre all’eventuale moto di un corpo (si legga il
Rivedi
posto nella pagina seguente) e quindi avranno sempre la stessa direzione
della forza apparente ma verso opposto. La situazione tipica è quella di una
cassa collocata sul pianale di un autocarro in movimento (
Figura 46
).
Durante la marcia a velocità costante (
a
=
0) la cassa non è sollecitata da
alcuna forza apparente ma ciò smette di essere vero nelle fasi di accelerazio-
ne e decelerazione dell’autocarro.
Supponiamo, ad esempio, che questo si avvii con accelerazione
a
orientata
da sinistra a destra, che la cassa abbia massa
m
e che il coefficiente di attrito
radente statico sia
k
S
. In tale caso le forze agenti sulla cassa sono (
Figura 47
):
• la forza apparente
F
data da
F
= -
m a
• la forza di attrito radente massima data da
F
A
=
k
S
m g
Affinché la cassa non inizi a scivolare sul pianale dell’autocarro deve essere
verificata la condizione
F
A
>
F
ovvero
k
S
m g
>
m a
Da questa si ottiene
a
<
k
S
g
[40]
Figura 44
Schematizzazione
delle forze apparenti F
T
e F
C
agenti sulla testa e sul corpo
del guidatore durante la frenata
dell’automobile.
automezzo in frenata
F
T
= m
T
a
F
C
= m
C
a
– a
F
T
F
C
– F
C
Figura 45
Casco per gare
“estreme”; si osserva che esso
ha zone di contatto con le spalle
del pilota.
Figura 46
Figura 47
F
F
A
a
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