14/11/02
Dopo avere illustrato nel quaderno n. 1 il "mistero" della bici che sta in piedi anche con soli due punti di appoggio, ora cercheremo di illustrare il perché questo mezzo meccanico va diritto e curva, anche senza che le mani del ciclista impugnino il manubrio; inoltre la bicicletta, di qualsiasi tipo essa sia, purché di "sana costituzione", marcia diritta, anche semplicemente accompagnandola tenendola solo per il sellino.
I fattori che permettono i movimenti sopra descritti sono i seguenti:
A) -- la conformazione del sistema di sterzo
B) -- il peso che grava su detto sistema
C) -- il senso di equilibrio del ciclista
Quello che qui viene chiamato "sistema di sterzo" (A) comprende lo sterzo vero e proprio con un manubrio, una forcella e la ruota anteriore; la funzionalità del sistema dipende principalmente dai seguenti fattori:
-- l'inclinazione del canotto dello sterzo
-- l'inclinazione della forcella
-- il conseguente valore dell' avancorsa" ("chasse" in francese, "trail" in inglese).
In questo quaderno non viene affrontato completamente il "sistema ", ma ne viene presa in considerazione solo una parte, quella che ci serve per spiegare "l'andare senza mani".
Posso già dire che un apposito quaderno (sarà il n. 13) cercherà di spiegare il tutto
Prendiamo in considerazione un telaio con relativa forcella montata secondo i normali dettami tecnici ma senza la ruota anteriore e senza manubrio; la fig. 1 illustra questa situazione con una forcella stilizzata e con le rispettive inclinazioni volutamente accentuate per meglio mettere in risalto il problema.
Su questa figura possiamo notare che, se si tiene fermo e sollevato il telaio e si fa girare lo sterzo di 360° il forcellino percorre nello spazio un cerchio che giace su un piano inclinato perpendicolare all'asse del tubo sterzo (cerchio "C")... In questa rotazione il forcellino si viene a trovare nel punto più alto del piano del cerchio "C" quando lo sterzo sta nella posizione di marcia diritta e nella posizione più bassa di detto piano quando lo sterzo sta girato dalla parte opposta (posizione che in pratica non si raggiunge mai, cadute a parte); la differenza verticale tra queste due posizioni estreme del forcellino è di alcuni centimetri.
In una situazione reale, quando si ruota il manubrio, il forcellino non può passare dalla posizione alta a quella bassa perché sotto di esso c'è la ruota ed il terreno, e quindi è il telaio che si deve alzare ogni qualvolta lo sterzo si sposta dalla posizione di marcia diritta ad una qualsiasi altra posizione, e naturalmente si abbassa ogniqualvolta si passa da una posizione di sterzata alla marcia diritta; nel caso estremo e teorico presentato dalla fig. 1 il telaio si alzerebbe di 4,9 centimetri come illustrato nella fig. 2.
A questo punto si può far entrare in ballo il fattore (B) cioè il peso del ciclista.
Il peso totale che grava sul sistema dello sterzo, si oppone all' innalzamento del telaio e quindi automaticamente si oppone anche al cambiamento di posizione del manubrio e della forcella-ruota
La tab. 1 elenca i dati relativi a varie situazioni reali di sterzo (dalla bici da pista ad una da trasporto) ed i relativi innalzamenti per vari angoli di sterzata; (l'angolo di sterzata di 90° è stato inserito solo allo scopo di evidenziare meglio il problema).
Una bici da pista deve essere soprattutto molto pronta alla guida e quindi lo sterzo deve essere "in piedi" (piccoli innalzamenti, facile sterzate), mentre una bici da passeggio, da trasporto, da donna deve essere soprattutto facile da governare, quindi lo sterzo deve essere "sdraiato" (innalzamenti maggiori, difficili sterzate, più stabilità).
I valori degli innalzamenti, pur non essendo molto elevati, sono comunque dei sollevamenti e qualunque corpo, a causa della forza di gravità, si oppone ad essere sollevato e appena può ritorna giù allo stato di riposo; nel nostro caso, se la bici per un qualsiasi motivo aveva deviato dalla sua "retta via", il telaio conseguentemente si era alzato, ma tenderà a riabbassarsi e così la forcella-ruota ritornerà nella posizione primitiva, cioè di marcia diritta.
Il sistema di sterzo tende a portare l'accoppiata bici+uomo lungo "la retta via" in ogni momento, anche in presenza di leggere asperità della strada e di ordinati movimenti del corpo del ciclista (es. guardare il panorama, salutare un amico ecc.); ogni situazione che tende a far deviare lo sterzo, viene automaticamente contrastata dal peso che vi grava sopra e, ripetiamo, la bici torna ad assumere la posizione di marcia rettilinea.
Naturalmente in questa "controreazione" dello sterzo, assume molta importanza anche il terzo fattore (C), cioè il senso di equilibrio del ciclista (basilare per chi sta imparando ad andare il bici).
L'equilibrio assume decisamente la sua importanza quando si vuole forzare la tendenza dello sterzo ad andare diritto, cioè quando si vuole curvare senza toccare il manubrio.
Per effettuare la curva bisogna sbilanciare il complesso, bisogna effettuare uno spostamento di peso verso il lato della curva (qui entra in ballo l'equilibrio del ciclista), con conseguente inclinazione della bici verso lo stesso lato; lo spostamento controllato del corpo del ciclista verso destra o verso sinistra porta lo sterzo ad autoinserirsi in una nuova posizione (il manubrio ruota rispettivamente a destra od a sinistra) permettendo appunto l'effettuazione della sterzata.
I ciclisti sanno già tutto di quanto detto sopra, però mi sembra opportuno raccomandare la m'assima prudenza, non esageriamo con il "senza mani", ricordiamo sempre la barzelletta « guardate come vado bene, ora con una mano, ora senza mani.... crac!.... ora... senza.... denti! ».
E' sempre il sistema di sterzo con le sue angolazioni che entra in ballo e che "obbedisce" al guidatore; ma ne parleremo ancora nel quaderno n. 13, quando monteremo la ruota anteriore alla nostra bici.
TABELLA 1
calcolo del sollevamento in cm. del telaio per vari tipi di bici aventi diversi angoli di inclinazione dello sterzo e della forcella e per vari angoli di sterzata
| ANG | PISTA | CORSA | TRASPORTO |
| 75°/72° | 72°/64° | 70°/60° | |
| 05° | 0,002 | 0,006 | 0,009 |
| 10° | 0,007 | 0,021 | 0,034 |
| 20° | 0,028 | 0,085 | 0,134 |
| 30° | 0,062 | 0,188 | 0,297 |
| 40° | 0,109 | 0,328 | 0,519 |
| 90° | 0,464 | 1,4 | 2,215 |
Questo ultimo valore è puramente dimostrativo
( Lino Succhi )