Tutto quello che devi sapere sui cavalli

Tutti usiamo il termine cavalli, lo sentiamo e lo leggiamo ogni volta che si parla di automobili, ma cos’è esattamente la potenza e come è entrata in uso? La risposta a questa domanda e molto di più vi aspetta qui sotto.

Potenza – una breve storia

Partiamo dall’inizio. Il termine è stato coniato nel 1700, quando l’ingegnere scozzese James Watt – famoso per il suo lavoro sui motori a vapore e per averli resi più performanti – voleva un modo per indicare quanta potenza poteva fornire un cavallo da miniera che sollevava il carbone.

Durante ulteriori ricerche sull’argomento, Watt concluse che un pony da miniera poteva fare, in media, 22.000 piedi-libbra di lavoro in un minuto. Poi aumentò il numero del 50 per cento, e così coniò la misura della potenza del cavallo: 33.000 piedi-libbre di lavoro in un minuto.

OK, ma cos’è esattamente la potenza del cavallo?

Beh, non è del tutto esatto, come ha mostrato Jason Fenske di Engineering Explained in uno dei suoi video.

Chiedete all’Encyclopaedia Britannica, comunque, e vi diranno che la potenza del cavallo è la velocità con cui viene fatto il lavoro. Ricordate James Watt? Un cavallo vapore corrisponde a 33.000 libbre di lavoro al minuto. In altre parole, i cavalli riflettono la potenza necessaria per sollevare una massa di 33.000 oltre un piede in un minuto.

I cavalli hanno anche un equivalente elettrico, come un cavallo equivale a 764 watt. Oltre a questo, c’è anche il cavallo vapore metrico – un’altra unità di misura della potenza – che equivale a 32.549 piedi-libbre al minuto o 0,9863 cavalli (i produttori tedeschi e alcuni europei lo usano quando danno la potenza del motore – è quel ‘PS’ in cui a volte ti imbatti quando leggi la letteratura automobilistica).

Per mettere le cose in prospettiva (mondana) un po’ di più, Popular Science dà alcuni esempi di vita reale di cavalli vapore e della loro, beh, potenza. Per esempio, il ciclista medio può sviluppare un cavallo di potenza durante “uno scatto momentaneo di uno sprint a tavoletta”. Inoltre, un cavallo è sufficiente per alimentare una “caffettiera a goccia standard.”

Aiuta anche a familiarizzare con i seguenti termini e il loro significato:

Lavoro – la quantità di forza generata su una distanza, misurata usando unità come il piede-libbra, il chilowatt-ora o il BTU (British Thermal Unit).

Energia – la capacità di un meccanismo di fare lavoro con vari mezzi – meccanici, termici o elettrici.

Potenza – tasso di lavoro, in altre parole, quanto lavoro viene fatto diviso per il tempo necessario per farlo.

Qual è la differenza tra cavalli e coppia, allora?

Pensate a quando si sta cercando di utilizzare una chiave per stringere un bullone. Tu spingi verso il basso la chiave, applicando così una forza, che viene applicata al braccio della chiave (che ha una certa lunghezza) – così la forza generata dai tuoi muscoli e la chiave stessa crea una coppia su qualsiasi cosa tu stia stringendo. Quindi, la coppia è uguale alla forza moltiplicata per la distanza. Con questo in mente, si può aumentare la coppia in due modi: aumentando la forza applicata o aumentando la distanza. Questo è il motivo per cui è più facile allentare i bulloni molto stretti con un cricchetto più lungo o una “barra di rottura”. Più leva – distanza – si ha, più coppia si crea.

Lo stesso principio si applica all’interno di un motore. Lì, la forza è fornita dalla combustione (la miscela aria-carburante che si accende all’interno del cilindro), che a sua volta preme sul pistone che a sua volta muove l’albero motore. Quindi hai la tua forza e la tua distanza (la lunghezza del braccio del pistone), quindi la coppia è generata all’albero motore.

La potenza, d’altra parte, è la forza moltiplicata per la distanza moltiplicata per i giri. Sappiamo che la forza moltiplicata per la distanza è la coppia, quindi la potenza è la coppia moltiplicata per i giri. Il che ci porta alla prossima domanda.

Come si possono misurare i cavalli del motore?

La risposta ovvia è un dinamometro, noto anche come dyno. Tuttavia, sentite questa: il dinamometro misura effettivamente la coppia di un motore, non i suoi cavalli. Quindi, per ottenere una lettura dei cavalli, basta moltiplicare la coppia per i giri e dividerla per 5252. Perché questo numero? Bella domanda. Il video qui sopra ti dà una spiegazione ordinata per gentile concessione di Donut Media (PS: potresti voler saltare a 5:20, a proposito).

Perché i motori diesel fanno più coppia che cavalli?

È tutta una questione di rapporto di compressione. I diesel hanno un rapporto di compressione maggiore dei motori a benzina. Cosa significa questo? Ricordate come la chiave più lunga generava più coppia? È lo stesso principio.

Tuttavia, il pistone deve anche percorrere una distanza molto maggiore per compiere una rivoluzione, il che significa che non può muoversi così velocemente come un motore a benzina. Ora, ricordate che la potenza in cavalli è un lavoro fatto velocemente? Bene, i diesel possono fare un sacco di lavoro, ma non possono farlo così rapidamente come un mulino a gas, quindi mentre hanno alti livelli di coppia, i cavalli sono sul lato corto.

Ecco perché il tuo grande camion può trasportare un sacco di merci, o un autobus ha abbastanza grinta per trasportare un sacco di persone, ma non può andare veloce come una normale auto a benzina.

Che cosa significa la potenza in cavalli?

La potenza in cavalli è la velocità con cui viene svolto il lavoro; come descritto sopra, un cavallo equivale a 33.000 libbre-piede di lavoro in un minuto. La potenza del cavallo è anche la coppia moltiplicata per il tempo, cioè quanto lavoro può essere fatto in un dato lasso di tempo.

Un cavallo equivale davvero alla potenza di un cavallo?

No. Il termine “potenza del cavallo” deriva dall’uso che James Watt fece dei cavalli da miniera nel suo tentativo di determinare quanto lavoro potesse fare un pony del genere in un minuto.

Qual è la potenza media di un’auto?

Nulla è fissato nella pietra e come tutti sappiamo, la potenza varia molto da auto a auto e da segmento a segmento – hai le tue econobox e all’altra estremità dello spettro le supercar e le hypercar. Tuttavia, in una tipica auto americana mainstream, ci si può aspettare, in media, tra i 180 e i 200 cavalli.