come funzionano le ruote?

[stestox]

ciao ragazzi, ho intenzione di darmi al fai da te e ho bisogno di qualche delucidazione su meccanica di base, sono sicuro che un sacco di voi sapranno chiarirmi le idee!

si parla di organi meccanici in rotazione attorno ad un asse (le ruote sono solo il piu tipico esempio):
come viene annullato l'attrito? quali parti scorrono su quali altre per far si, ad esempio, che una ruota sollevata da terra, se sollecitata, giri in modo "leggero"?
so che le ruote di auto e moto utilizzano cuscinetti anche se non sono certo che la sola funzione sia quella di permettere la rotazione

spero di aver spiegato bene qual è il mio dubbio, e che qualcuno mi sappia chiarire!

[giusto per aggiungere un esempio, ho anche in mente l'asse delle pale eoliche]

[tribuno osvaldo]

Nel progettare ruote eoliche (quelle ad asse orizzontale per intenderci), innazitutto il problema della prevalenza inpone che esse siano strette e lunghe (come le eliche di elicotteri per capire meglio).
Ciò comporta il problema dei materiali da usare (quasi sempre l'acciaio pensando a 50 m di diametro almeno) ed il peso che ne deriva.
Quasi sempre si usano cuscinetti a strisciamento ben lubrificati, la soluzione a cuscinetti rotoidali è più costosa dati i pesi in gioco e quasi mai vale la candela.
Le elevate masse in gioco pongono il problema dell'inerzia: difficoltà a mettersi in movimento e tendenza a conservarlo.
Il problema della ricerca in questo settore dovrebbe essere quello dell'alleggerimento delle strutture in relazione alle sollecitazioni da sopportare (il nido d'ape ad esempio).

Cordiali Saluti
Tribuno Osvaldo

[cristian_c]

ah, uno dei miei argomenti preferiti.... 

il caso delle pale eoliche e' quello meno indicato.
Perche' mentre nella pala avviene un moto di rotazione intorno al suo asse, nel caso della ruota avviene un fenomeno diverso, cioe' quello del moto di rotolamento.
In pratica la ruota invece di ruotare intorno ad un asse fisso come il centro della pala, ruota(gioco di parole  (rotfl) ) intorno ad un asse istantaneo che cambia ad ogni istante e che si identifica con il punto di contatto tra la ruota e la superficie sulla quale e' poggiata.

Mentre nella pala l'attrito dell'aria frena la rotazione, nel caso del rotolamento invece e' proprio l'attrito della strada a produrre il movimento.Se la superfice su cui rotola fosse completamente liscia, come nel caso di una strada ghiacciata la ruota slitterebbe invece di rotolare ed avrebbe come unico moto quello di traslazione senza rotazione.Con conseguente perdita di controllo del mezzo e della tenuta di strada(la macchina continuerebbe ad andare avanti da sola senza aver bisogno di alcuna forza motrice, il che e' molto pericoloso.

Percio' i materiali con cui vengono asfaltate le strade e costruite le ruote sono i piu rugosi  possibili. Infatti quando le ruote si consumano si ha il cosiddetto fenomeno delle 'gomme liscie' e che andrebbero cambiate immediatamente.
Oppure e' il motivo per cui in montagna con la neve si usa attaccarvi sopra le catene.

[stestox]

vi ringrazio delle spiegazioni!

mi chiedevo, comunque, come funzioni la faccenda dei cuscinetti o qualunque cosa permetta all'asse di ruotare nella sua sede

oggi guardando la bicicletta tentavo di capire ma non sono giunto a granché!

[cristian_c]

il discorso dei cuscinetti non e' difficile.
Puo' darsi che la coppia di forze,per esempio che imprimi con i pedali sulla ruota della bicicletta, e quindi il momento di quella coppia non abbia la stessa direzione di quello effettivo di rotazione della ruota(cioe' sempre). Va detto che l'asse di rotazione della ruota e' sempre uguale, potendo considerare la ruota come un corpo rigido.
Se il momento della coppia di forze non e' perfettamente parallelo all'asse di rotazione, oltre alla componente della forza parallela al piano della ruota (come dovrebbe essere perche' rotoli) si produce una componente dell'accelerazione anche in direzione perpendicolare all'asse di rotazione. Per correggere questa continua imperfezione ad ogni istante ci sono i cuscinetti, che assorbono quella piccola componente della forza  nella direzione sbagliata annullandola per via del vincolo fisico che essi assumono.
Infatti dopo un bel po di uso della bicicletta i cuscinetti si consumano e vanno cambiati per via dello sforzo di cui vengono investiti.
Ti allego un'immagine della coppia di forze:

[Alberto75]

Per maggiori informazioni sui cuscinetti e non solo. Esistono anche le bronzine e boccole.
http://it.wikipedia.org/wiki/Cuscinetto_(meccanica)

[stestox]

grazie a tutti queli che mi hanno risposto e chi altro mi risponderà!