Effetto giroscopico

L’effetto giroscopico è un fenomeno fisico molto importante nel motociclo. Per effetto della legge della conservazione del momento angolare, un corpo in rotazione intorno al proprio asse tende a mantenere l’orientamento dello stesso. Questo significa che potrà traslare liberamente su un piano perpendicolare all’asse di rotazione, proprio come la ruota di una motocicletta che avanza (l’asse trasla, ma mantiene la propria direzione) ma tende a restare verticale: o, se preferite, come una trottola che si sposta ma restando sempre in piedi finché la velocità glielo consente. Fin qui tutto bene, perché l’effetto giroscopico ci impedirà di cadere dato che l’asse di rotazione delle ruote tenderà a restare orizzontale.

La brutta notizia è che questo effetto di stabilizzazione è trascurabile in un motociclo, rispetto invece al suo effetto “collaterale” indesiderato: quando l’asse intorno al quale un corpo sta ruotando viene sollecitato a cambiare orientamento, ad esempio in curva nel caso della moto, per effetto della legge di conservazione del momento angolare lo stesso asse reagisce generando una coppia su un asse perpendicolare a quello di rotazione.


effetto giroscopico

Dimostrazione dell’effetto giroscopico: la ruota gira intorno all’asse rosso. Applicando una coppia sull’asse blu, ad esempio l’azione del manubrio sullo sterzo, si ottiene una coppia sull’asse verde, perpendicolare sia a quello rosso che a quello blu.


Nel caso specifico della motocicletta, l’azione dello sterzo applica una coppia sull’asse verticale che genera per reazione una coppia sull’asse longitudinale, che inclina cioè il veicolo lateralmente. La sfortuna è che tale coppia fa esattamente il contrario di ciò di cui abbiamo bisogno: per intenderci, se sterziamo a destra l’effetto giroscopico fa inclinare la moto a sinistra, e non all’interno della curva come farebbe il motociclista. Se al contrario incliniamo la moto verso destra, applicando quindi una coppia sull’asse longitudinale, otteniamo una coppia sull’asse verticale che fa sterzare la ruota. Ma a sinistra, non dove ci aspetteremmo.

Va detto che la maggior parte dei motociclisti, pur senza conoscere nel dettaglio questo complesso fenomeno fisico, conoscono questi effetti per esperienza e, in maniera più o meno inconscia, hanno imparato a sfruttarli a proprio favore. Un classico esempio è il controsterzo, ovvero quando il motociclista sterza impercettibilmente a destra prima di affrontare una curva a sinistra, per aiutarsi ad inclinare la moto dal lato giusto.

Pur essendo perfettamente controllabile con l’esperienza, resta il fatto che un effetto giroscopico eccessivo ha una serie di evidenti ricadute sulla guida che incidono sulla manovrabilità e la prontezza, soprattutto nelle curve. È quindi preferibile ridurre questo effetto quanto più possibile e per farlo c’è un solo modo: ridurre la massa del corpo in rotazione, nel nostro caso della ruota.

In particolare è necessario ridurre le masse lontane dal mozzo, ovvero quelle con un momento di inerzia maggiore. Posta fissa la velocità angolare, le masse più lontane dal centro della ruota ruotano ad una velocità tangenziale maggiore e hanno quindi più energia rispetto al mozzo, il cui momento di inerzia è invece trascurabile. Per questo sono le masse più esterne come copertone, cerchio e camera d’aria le principali responsabili dell’effetto giroscopico. La sola eliminazione della camera d’aria consente una riduzione da 800 g a 2 kg per ruota: questo è uno dei vantaggi dello pneumatico tubeless.