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Titolo: automobile: coppia o potenza?

qualcuno mi può 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 è così), la coppia indicherebbe l'attidine di un'automobile a
superare una salita. Ma allora mi chiedo: la coppia non è
proporzionale alla potenza? Inoltre ho indagato anche da me e sono
riuscito a scovare la formula (che magari per voi sembra una banalità)
P=omega*T. Ma anche da questo risultato mi sono sorti ulteriori dubbi:
- come è fatta la caratteristica potenza-coppia di un'automobile in
funzione anche della marcia inserita? Insomma, se qualcuno mi
illumina... grazie

 ha scritto nel messaggio
news:5d4f2871.05030...@posting.google.com...

Quella che nella tecnica è 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'è proporzionalità tra coppia e
potenza. Per fare un esempio un pò più comune, immagina di dovere svitare il
coperchio di un barattolo di marmellata: la "forza" necessaria per riuscire
ad aprirlo è la coppia. A rigore, non è proprio così: essa è 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 possibilità: 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 parità
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, cioè di 5 kg (~50 N):
la coppia risultante, infatti, è comunque di 5 kg x 2 m =10 kgm. Facciamo un
passo avanti: puoi intuire che per far traslare un corpo, è 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
(velocità angolare o con un fattore di scala anche numero di giri). La
potenza ti dice quanto lavoro sta compiendo il motore nell'unità 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. Poiché Tizio
non vuole rovinare le sue mani da pianista (e anche perché è uno
sfaticato!), paga un facchino che gli porti a casa il pianoforte: per farlo
il facchino che è da solo va piano piano (lo strumento è pesante!) e ci
mette 2 ore. Allora Tizio pensa: "La prossima volta chiamerò un facchino più
robusto o meglio due facchini così non dovrò attendere tutto questo tempo".
Ora dove è la differenza? Sia il facchino sia un eventuale facchino più
robusto (o due facchini) al termine della loro "sfacchinata", compiranno lo
stesso lavoro, ma essendo stato più lento il primo ha una potenza minore!
Quindi a parità di forza è più potente chi "va" più veloce ovvero a parità
di velocità è più potente chi è più 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
realtà, 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 né al max nr. di giri né
alla coppia massima, in generale, per poi decrescere. Perciò esiste un
legame funzionale tra potenza e coppia come si poteva già 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 più basse) è come se aumentassi la lunghezza del braccio dell'argano
per cui  a parità 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 è sempre la stessa.
Spero di essere stato chiaro anche se a discapito del rigore fisico.
Ciao.

 i doverosi esempi del caso all'automobile?
La potenza ti dice con quale rapidita' il motore eroga
l'energia che ricava dalla combustione della benzina o
gasolio (e dunque dipende innanzitutto da rendimento
termodinamico del motore e dalla velocita' di rotazione), la
coppia e' *proporzionale* alla forza che il motore esercita
(la costante di proporzionalita' dipende anche dal rapporto
di trasmissione, oltre che dalla geometria del motore, cioe'
corsa, dimensione bielle etc).
Tra le due quantita' c'e' una semplice relazione: P=F .v. (v
e' naturalmente la velocia' dell'auto)
Ad esempio: un' auto con un diesel viaggia a 100 Km/h e il
motore eroga, poniamo, 30 CV, a 2000 giri/minuto.Un motore a
benzina montato sulla medesima auto, alla stessa velocita',
eroga all'incirca la stessa potenza, ma ad una velocita' di
rotazione superiore, poniamo di 3000 giri/min. Cio' comporta
che il diesel esercita una spinta (e dunque una coppia) pari
a 3/2 di quello a benzina, *se portato a 3000 giri/min*. Lo
svantaggio del diesel e' che, una volta arrivato a 4000
giri/min. non puo' aumentare piu' la velocita' di rotazione
(andrebbe fuori giri con gravi danni al motore, oltre il
calo del rendimento), mentre il benzina puo' arrivare,
mettiamo, a 6000 giri/min. In pratica un diesel che eroga
120 CV a 4000 giri/min equivale, all'incirca, ad un motore a
benzina di 80 CV (fin a 4000 giri/min, pero').
Non so se ti ho chiarito o confuso le idee.!
Ciao.
A.

Ho fatto un errore, ho invertito i due termini dell'ultima
frase, che dovrebbe essere cosi':
In pratica un diesel che eroga 80 CV a 4000 giri/min
equivale, all'incirca, ad un motore a benzina di 120 CV (fin
a 4000 giri/min, pero').
Scusa, ciao.
A.