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ottobre 7, 2018 Commenti (0) Fisica, Ingegneria Meccanica Tempo di Lettura: 2'

Sorpassare in scia: serve?

Il sorpasso è una manovra nota a tutti gli automobilisti, sia a quelli appassionati di corse sia ai guidatori di tutti i giorni. E’ generalmente un’azione che comporta un certo rischio, se non valutata correttamente, qualsiasi sia l’ambio che si sta considerando – guida stradale o competizioni.

Un particolare tipo di sorpasso è noto soprattutto agli appassionati del motorsport: il soprasso in scia. In questo articolo cercheremo di rispondere a due domande principali che riguardano questa manovra.

La resistenza dell’aria

Ogni veicolo che viaggia ad una qualsiasi velocità è soggetto alla resistenza dell’aria, in inglese denominata drag. Supponiamo di avere un’automobile che viaggia alla velocità costante di 50 chilometri orari. Dalle nozioni base dei corsi di Fisica sappiamo che un moto a velocità costante è chiamato moto rettilineo uniforme ed è caratterizzato dal fatto che la forza risultante sul corpo sia nulla. Ma è nulla perché è zero? Certamente no: l’auto deve costantemente vincere la resistenza dell’aria.

Forze agenti su un’automobile in moto.

La resistenza dell’aria si può esprimere con la seguente:

\(D = \frac{1}{2} \rho v^2 c_d\)

dove, oltre alle quantità note, si sono introdotti \(D\) che è la forza esercitata dall’aria sull’auto e \(c_d\) che è il coefficiente di resistenza aerodinamica. Questo viene ricavato sperimentalmente e si associa a diverse figure geometriche, come si può vedere da figura sotto.

Valori del coefficiente di resistenza aerodinamica.

Come funziona il sorpasso?

E’ facile capire come accodarsi ad una macchina consenta di ridurre la forza agente sulla propria: l’auto davanti modifica la distribuzione dei flussi d’aria dietro di sé lasciando un volume d’aria con una velocità relativa (\(v\) nella formula sopra) per l’auto che segue più basso e che, in definitiva, abbassa il valore di \(D\). Sul perché questo accade si rimanda a questo articolo. In questo modo i piloti da corsa riescono a raggiungere una velocità di punta più alta di chi gli sta davanti e, se gli spazi lo consentono, completare il sorpasso.

In città serve?

La domanda sorge allora spontanea, agli appassionati di corse. Tuttavia, sulle auto da città le velocità sono troppo basse per giustificare un qualsiasi effetto scia. Inoltre, per poter sortire un eventuale effetto si dovrebbe stare talmente vicini all’auto davanti da mettere in pericolo la sicurezza degli ospitanti entrambi i veicoli e delle eventuali persone circostanti.

Stare in scia sulle strade pubbliche non permette nemmeno di risparmiare carburante. E’ teoricamente possibile consentire al motore di erogare meno potenza accodandosi ad un’auto davanti, visto che la resistenza che questo deve vincere è minore. Però, sempre per il fatto che le velocità sono troppo basse per avere vantaggi apprezzabili, è ancora sconsigliato, poiché pericoloso ed inutile, cercare di “sfruttare la scia”.

Fonti e immagini

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