Re: automobile: coppia o potenza?

From: matrix <bigjamCHIOCCIOLA_at_yahoo.it>
Date: Sat, 5 Mar 2005 17:46:19 +0100

"menuka" <menuka_at_libero.it> ha scritto nel messaggio
news:5d4f2871.0503050436.4856d216_at_posting.google.com...
> qualcuno mi pu� spiegare la differenza tra coppia o potenza, riferendo
> i doverosi esempi del caso all'automobile? In particolare, da quanto
> sono riuscito ad evincere da riviste del settore, come ad esempio
> quattroruote (lo so che voi fisici magari vi metterete pure a ridere,
> ma � cos�), la coppia indicherebbe l'attidine di un'automobile a
> superare una salita. Ma allora mi chiedo: la coppia non �
> proporzionale alla potenza? Inoltre ho indagato anche da me e sono
> riuscito a scovare la formula (che magari per voi sembra una banalit�)
> P=omega*T. Ma anche da questo risultato mi sono sorti ulteriori dubbi:
> - come � fatta la caratteristica potenza-coppia di un'automobile in
> funzione anche della marcia inserita? Insomma, se qualcuno mi
> illumina... grazie

Quella che nella tecnica � detta "coppia", s'intende il momento della coppia
o meglio il momento risultante delle forze. Nella potenza entra in gioco
anche la variabile tempo. In effetti, c'� proporzionalit� tra coppia e
potenza. Per fare un esempio un p� pi� comune, immagina di dovere svitare il
coperchio di un barattolo di marmellata: la "forza" necessaria per riuscire
ad aprirlo � la coppia. A rigore, non � proprio cos�: essa � il prodotto tra
una coppia di forze (ecco l'origine del termine) e il braccio della coppia.
Altro esempio: immagina di dover tirare su un secchio pieno d'acqua pesante
10 kg (~100 N) dal fondo di un pozzo. Hai due possibilit�: o tiri a mano la
corda e quindi devi avere la forza per poter sollevare 10 kg ovvero 100 N o
usi un argano con manovella che ha un braccio, p.e., di 1 m. In questo
ultimo caso devi esercitare una "coppia" di almeno 10 kgm (~100Nm). A parit�
di peso del secchio 10 kg (o 100 N), se usi un argano con un braccio di
manovella di 2 m, puoi esercitare una forza dimezzata, cio� di 5 kg (~50 N):
la coppia risultante, infatti, � comunque di 5 kg x 2 m =10 kgm. Facciamo un
passo avanti: puoi intuire che per far traslare un corpo, � necessaria una
forza; per farlo ruotare, serve, invece, una coppia (di forze). Apro una
parentesi: la meccanica razionale insegna a ricondurre i sistemi di forze a
risultanti di forze e momenti.
Veniamo alla potenza. Hai letto che P (potenza) = T (coppia) * omega
(velocit� angolare o con un fattore di scala anche numero di giri). La
potenza ti dice quanto lavoro sta compiendo il motore nell'unit� tempo.
Facciamo un altro esempio: immagina che Tizio abiti in cima a una salita
ripida e che abbia comprato un pianoforte a coda molto pesante. Poich� Tizio
non vuole rovinare le sue mani da pianista (e anche perch� � uno
sfaticato!), paga un facchino che gli porti a casa il pianoforte: per farlo
il facchino che � da solo va piano piano (lo strumento � pesante!) e ci
mette 2 ore. Allora Tizio pensa: "La prossima volta chiamer� un facchino pi�
robusto o meglio due facchini cos� non dovr� attendere tutto questo tempo".
Ora dove � la differenza? Sia il facchino sia un eventuale facchino pi�
robusto (o due facchini) al termine della loro "sfacchinata", compiranno lo
stesso lavoro, ma essendo stato pi� lento il primo ha una potenza minore!
Quindi a parit� di forza � pi� potente chi "va" pi� veloce ovvero a parit�
di velocit� � pi� potente chi � pi� forte. Il motore ha una curva
caratteristica che indica la coppia al variare del numero di giri: se
moltiplichi tale coppia per il nr. di giri corrispondente ottieni la
potenza. Se, per assurdo, la coppia fosse costantemente uguale a stessa da 0
a n giri, vedresti la potenza crescere linearmente all'aumentare di n; nella
realt�, ci sono delle "perdite" dovute alle resistenze (utili e passive) che
aumentano all'aumentare di n. E' per questo motivo che la potenza cresce
fino a raggiungere un massimo che non corrisponde n� al max nr. di giri n�
alla coppia massima, in generale, per poi decrescere. Perci� esiste un
legame funzionale tra potenza e coppia come si poteva gi� intuire. Riguardo
alle marce inserite, tornando all'esempio dell'argano del pozzo, puoi per
analogia assimilare una coppia di ruote dentate ingranate tra loro a un
argano dotato di manovella: all'aumentare del rapporto di trasmissione
(marce pi� basse) � come se aumentassi la lunghezza del braccio dell'argano
per cui a parit� di coppia motrice (che compie il motore), la coppia
trasmessa agli pneumatici viene "amplificata" e di conseguenza anche la
potenza alla ruota aumenta, da non confondere con quella del motore che a un
determinato regime di giri � sempre la stessa.
Spero di essere stato chiaro anche se a discapito del rigore fisico.
Ciao.
Received on Sat Mar 05 2005 - 17:46:19 CET