Buona sera.
Non so quanti utenti abbiano le conoscenze adatte a rispondere a questo quesito, ma io non mi ritengo certo il primo della classe quindi spero di trovare qualcuno che possa proporre un risposta.
La condizione di rotolamento puro, trattata nei libri di fisica, prevede che dato un valore della coppia \(\displaystyle M \) applicata alla ruota, occorre una determinata forza di attrito \(\displaystyle f \) che, agendo presso il punto di contatto \(\displaystyle c \) con il suolo, garantisca la condizione di rotolamento perfetto. Se la condizione di rotolamento puro non è rispettata allora si ottiene uno strisciamento e rotolamento assieme.
La mia riflessione è stata la seguente: le ruote motrici della mia automobile sono soggette a miriadi di perturbazioni nel corso del loro moto (irregolarità dell'asfalto, vento, vibrazioni,...), quindi pretendere che il valore di \(\displaystyle f \) sia esattamente quello richiesto dal rotolamento puro è assurdo. Eppure, a meno di un acqua planning, le mie ruote non strisciano MAI. Dunque mi chiedo, cosa accade in tutti quei casi in cui il valore di f viene perturbato dal valore adatto al puro rotolamento? Io riflettendo ho concluso che la ruota, nel corso del suo modo, "oscilla" tra una condizione di eccessiva accelerazione del baricentro oppure eccessiva accelerazione angolare, a seconda che \(\displaystyle f \) sia maggiore o minore del valore necessario al rotolamento puro. In altre parole il rotolamento della ruota avviene nel corso di un continuo oscillare attorno alla condizione di rotolamento puro, la quale è persa e recuperata in modo talmente rapido da non apprezzare alcuno strisciamento macroscopico. Ovviamente non ho certezze in merito, e i libri non forniscono risposta. Quello che voglio dire è che il rotolamento (nel mio esempio relativo alle ruote motrici) risulta intuitivo ed empiricamente spontaneo, eppure seguendo gli insegnamenti di Fisica 1 sembra essere una condizione "delicata" e difficile da perseguire e mantenere del tempo.
Una domanda analoga mi sorge pensando all'avvio del rotolamento. Applicando la coppia \(\displaystyle M \) la forza di attrito \(\displaystyle f \) cresce progressivamente fino ad eguagliare il valore adatto al rotolamento puro, ma è ragionevole aspettarsi che tenda anche a superare quel valore, almeno nei primissimi istanti, per una mera questione di inerzia (la ruota girando ottiene la forza \(\displaystyle f \) "spingendo" sull'asfalto, ma poi lo fa anche più di quanto necessario). Quindi come si comporta la ruota? Di certo non striscia. Vorrei poi far notare che, visivamente, nessuna ruota che rotola mostra comportamenti strani nel corso del moto (in condizioni di guida normali), quindi in tutte quelle circostanze in cui il valore di \(\displaystyle f \) non è quello adatto non percepiamo nessun cambiamento dalla condizione ideale. Questo mi ha reso ancora più difficile ragionare sul mio quesito, perché non possiedo alcuna prova empirica che risulti percepibile.
Grazie in anticipo a chiunque abbia voglia di parlarne.