Aderenza

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L' aderenza è quel fenomeno che permette il trasferimento al suolo attraverso la superficie di contatto del peso di un corpo e di una forza applicata tangenzialmente. Molto spesso si parla di aderenza riguardo ai veicoli dotati di ruote. In tal caso si dice di trovarsi in condizioni di aderenza se le forze tangenziali (di frenatura o di trazione) permettono il rotolamento e non conducono al pattinamento della ruota.

[modifica] Coefficiente di aderenza

Si dice aderenza impegnata $a$ il rapporto tra la forza $\mathbf {F}$ tangenziale alla superficie di contatto e la forza peso $\mathbf {G}$ del corpo scaricata su tale superficie:

$a = \frac{\mathbf{F}}{\mathbf{G}}$

Si deduce che è una grandezza adimensionale ed è nulla quando non sono applicate forze esterne al veicolo. Aumentando il valore della forza tangenziale si giunge al suddetto fenomeno del pattinamento, il coefficiente di aderenza $f$ , è il valore dell'aderenza impegnata quando la forza tangenziale è massima ( $\mathbf {F_M}$ ) pur rimanendo in condizioni di aderenza:

$f = \frac{\mathbf{F_M}}{\mathbf{G}}$

Spesso per brevità il coefficiente di aderenza viene semplicemente detto aderenza.

Tale coefficiente dipende fortemente dai seguenti fattori:

i materiali di contatto ruota/suolo;
la velocità di rotolamento;
l'umidità e la presenza di materiale che non permette un contatto perfetto al suolo (foglie, olio, ecc.)

[modifica] Riferimento al trasporto

In particolare ricordiamo che nel contatto gomma/asfalto (per veicoli stradali) si raggiungono normalmente coefficienti di aderenza di 0,60 - 0,80; nel contatto ferro/rotaia (per veicoli ferroviari), invece, l'aderenza normale è nell'ordine di 0,18 - 0,23.

Esiste anche una correlazione tra il coefficiente di aderenza e la velocità $v [m / s]$ del veicolo, in particolare si ha che a velocità nulla l'aderenza è massima ( $f 0$ ), mentre con l'aumentare della velocità $f$ diventa sempre più piccolo con la seguente legge empirica:

$f(v) = \frac{f_0}{1+0,11v}$

Per quanto riguarda la presenza di materiale sulla superficie di contatto, ovviamente tutto dipende dal tipo di materiale: la presenza di foglie, umidità, ghiaccio, neve od olio provocherà una diminuzione, in alcuni casi consistente, del coefficiente di aderenza, mentre, ad esempio, sabbia finissima può migliorare l'aderenza sui veicoli ferroviari. È per questo che i treni sono equipaggiati con sabbiere per spruzzare un getto di sabbia immediatamente davanti alle ruote quando il sistema di antipattinamento lo ritiene necessario.