Peso e potenza

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Peso e potenza

Messaggio da Destroyer » sabato 11 dicembre 2010, 9:50

Peso e potenza

Considerazioni in merito al rapporto tra peso e potenza in una moto e analisi del contributo che ognuna delle due variabili apporta alle prestazioni globali

Una domanda più corretta sarebbe, meglio aumentare la potenza di un certa percentuale o meglio diminuire il peso di una certa percentuale?
In generale il peso in meno ha più vantaggi. Vediamo perché...

La teoria

•A un dato regime la potenza (CV) è direttamente proporzionale alla coppia. Per definizione...

•La coppia è direttamente proporzionale alla Forza che "spinge" la moto (+ pilota) e si può pensare applicata al baricentro del sistema.

•A noi di coppia, potenza, massa o forza applicata non importa direttamente. Alla fine vogliamo vedere come variano accelerazione e velocità: la fortuna vuole che tali grandezze siano in rapporto tra loro.

Poco importa quindi tutto il resto (areodinamica, attriti vari), visto che l'accelerazione dipende in modo direttamente proporzionale dalla Forza applicata e inversamente proporzionale alla massa:

]a]=Forza/massa o anche = k*Coppia/massa oppure =k'*Potenza/massa con k e k' costanti ad un dato numero di giri (perlomeno non dipendono né dalla coppia né dalla potenza) .

Data la stessa moto, aumentando la forza (o la coppia o la potenza) di x punti in percentuale e la massa di y punti percentuali la nuova accelerazione a' sarà:

F*(100+x)/100
a'= ---------------------- = a*(100+x)/(100+y)
m*(100+y)/100

dove a è la precedente accelerazione, F la forza applicata e m la massa totale del sistema (i.e. moto in ordine di marcia + pilota vestito con casco, stivali etc).

Da qui possono partire un sacco di considerazioni! Tra cui la convenienza del mettersi a dieta...

Alcuni Esempi

•Se il sistema moto+pilota è sui 290kg e ha 85cv (a 7500giri), se tolgo 25kg (-8.6% del peso) dalla formula sopra si ricava che la nuova accelerazione sarà aumentata del 9.4%. Un effetto simile si può ottenere aumentando la potenza della stessa percentuale (su tutta la curva, al massimo l'aumento sarà di circa 8cv a 7500giri).
Quindi se "potenzio" la moto in questione di circa il 9.4% (che a 7500giri vuol dire avere 85+8=93cv) oppure se la alleggerisco di 25kg (da 290 a 265kg), l'effetto per l'accelerazione massima è del tutto simile.

•Per una massa moto+pilota complessiva di 300kg e 200cv: una diminuzione di circa 3kg (-1% di 300kg) equivale - come beneficio rispetto all'accelerazione - ad un aumento di circa 2cv (1% di 200cv).

•Per un massa moto+pilota da 300kg e 100cv: una diminuzione di 3kg equivale circa ad un aumento di 1cv.

Si evince dagli ultimi due esempi che, a parità di peso, più una moto è potente più un alleggerimento amplifica l'incremento di accelerazione.

Osservazioni

Stiamo confrontando una diminuzione di massa con un aumento di coppia (o potenza) costante in percentuale su tutto l'arco dei giri disponibili: spesso il guadagno che si ha con centraline o scarichi è di picco o in un range ristretto, i.e. cambia la curva di coppia.

L'aumento di coppia (o potenza) giova all'accelerazione mentre una diminuzione di massa rende anche globalmente la moto più agile, e quindi ne guadagna anche, per esempio, la percorrenza in curva (che è tutta una continua variazione di posizione), la velocità con cui si riesce a buttare giù e tirare su la moto (rollio), l'entità dei trasferimenti di carico (beccheggio).

C'è da considerare che l'incremento di accelerazione si riferisce al valore massimo. Nella guida su strada, viste le potenze disponibili nella maggior parte delle moto, per contrastare un aumento di peso (bauletti, zavorrine etc) basterà mantenere un regime un poco più elevato per erogare la potenza necessaria ad accelerare in modo del tutto simile a quanto fareste senza carichi aggiuntivi.

Occhio che stiamo parlando esattamente della stessa moto. Stesse masse volaniche, stessa resistenza al rotolamento pneumatici, stessi attriti interni, stesso cx etc. In riferimento al primo esempio, sarebbe completamente sbagliato affermare che se alleggerisco di 25kg una moto+pilota da 290kg e 85cv avrà le stesse prestazioni di un altra moto con 93cv e stesso peso. Le prestazioni - qui riferite ad accelerazione e velocità raggiungibile in un dato tempo - dipendono ovviamente da moltissimi fattori propri di ogni moto, quali la forma delle curva di coppia e potenza, la rapportatura del cambio, il frazionamento, l'areodinamicità etc.

La zavorrina

In una moto+pilota da 300kg e 60cv di picco un aumento di 60kg dovuto alla zavorrina (vestita, i.e. 20% del peso totale) comporta - vedi formula - un perdita del 16.6% in accelerazione massima, la stessa perdita la si ottiene togliendo il 16.6% della potenza, cioè circa 10cv (impropriamente "rimangono" solo 50cv).
Se la moto avesse invece 100cv la diminuzione sarebbe equivalente a 16.6cv (ma ne rimarrebbero comunque oltre 83cv).
Se mantenendo i 100cv la moto pesasse 250kg anziché 300, i 60kg di zavorrina varrebbero il 24% del peso, che equivalgono a togliere il 20% della potenza (o della coppia), i.e. "ben" 20cv.

Questo può sembrare sorprendente: la stessa zavorrina su una moto "toglie" 10cv, su un altra 20cv.
Tutto ciò perché l'impatto sull'accelerazione è proporzionale al rapporto potenza/massa della moto e quindi la variazione è maggiore in termini assoluti su una moto potente e leggera.

Questo spiega un'esperienza comune: su una supersportiva portarsi dietro la zavorrina cambia completamente le prestazioni e lo stile di guida (a onor del vero ci sono altre ragioni che probabilmente influiscono maggiormente), mentre su una tourer ben piazzata l'impatto sulla guida è molto minore al punto che quasi non si sente il peso aggiuntivo.

In ogni caso, se non vi sembra che la zavorrina impatti molto nell'accelerazione massima, fatele leggere questo articolo che di sicuro sarà contenta!

Conclusioni

Abbiamo detto che l'aumento di potenza (o coppia), di per sé avvantaggia l'accelerazione e quindi la velocità massima che si può raggiungere nello stesso lasso di tempo mentre la diminuzione di massa porta anche ulteriori vantaggi: vi lascio ad altri articoli di questa sezione per maggiori dettagli sull'effetto della massa sulla dinamica della moto.

Un'ultima considerazione: mentre la diminuzione di massa costituisce sempre un vantaggio, l'aumento di potenza o coppia non è detto apporti un reale miglioramento alle prestazioni.
La forza scaricata a terra dalla ruota è limitata dal coefficiente di attrito tra ruota e terreno che ovviamente è finito: se laddove volete essere più efficaci la potenza disponibile è già "oltre" il limite permesso dalla trazione, un aumento si tradurrebbe solo in una maggior facilità a far slittare la ruota e quindi una maggior difficoltà nel dosare il gas.
In maniera simile, l'aumento di potenza è superfluo se siete già al limite della stabilità o della tenuta di strada che vi permette di raggiunge il vostro mezzo o le strade che amate percorrere.



Fonte Tingavert - Si ringrazia l'autore gspeed

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