Todos nós usamos o termo potência, ouvimos e lemos sempre que as pessoas estão falando de carros, mas o que exatamente é potência e como ela veio a ser usada? A resposta a essa pergunta e muito mais o esperam abaixo.
- Horsepower – uma pequena história
- OK, mas o que exatamente é potência?
- Qual é a diferença entre potência e torque, então?
- Como se pode medir a potência do motor?
- Porquê os motores diesel fazem mais torque do que a potência?
- O que significa potência a cavalo?
- Faz um cavalo realmente igual à potência de um cavalo?
- Qual é a potência média dos carros?
Horsepower – uma pequena história
Vamos começar com o início aqui. O termo foi cunhado nos anos 1700, quando o engenheiro escocês James Watt – famoso pelo seu trabalho em motores a vapor e por conseguir um melhor desempenho – queria uma forma de se referir à potência que um cavalo de mina levantador de carvão poderia fornecer.
Apesar de pesquisar mais sobre o tema, Watt concluiu que um pónei de mina poderia fazer, em média, 22.000 libras de trabalho em um minuto. Ele então aumentou o número em 50%, e assim ele cunhou a medida da potência: 33.000 libras de trabalho em um minuto.
OK, mas o que exatamente é potência?
Bem, isso não é inteiramente exato como Jason Fenske, da Engineering Explained, mostrou em um de seus vídeos.
Ask Encyclopaedia Britannica, no entanto, e eles lhe dirão que a potência é o ritmo em que o trabalho é feito. Lembra-se de James Watt? Um cavalo de potência é 33.000 libras de trabalho por minuto. Em outras palavras, a potência reflete a potência necessária para elevar uma massa de 33.000 sobre um pé em um minuto.
A potência do cavalo também tem um equivalente elétrico, como em um cavalo é igual a 764 watts. Além disso, há também a potência métrica – outra unidade de potência – que equivale a 32.549 libras por minuto ou 0,9863 cavalos (alguns fabricantes alemães e alguns europeus usam-na ao dar potência ao motor – é aquele ‘PS’ com o qual às vezes você tropeça ao ler a literatura automóvel).
Para colocar as coisas em perspectiva (mundana) um pouco mais, a Popular Science dá alguns exemplos de potência na vida real e sua, bem, potência. Por exemplo, o ciclista médio pode desenvolver um cavalo de potência durante “um traço momentâneo de um sprint de corrida”. Além disso, um cavalo de potência é suficiente para alimentar uma “cafeteira de gotejamento padrão”
Ajuda também a obter a sua aderência com os seguintes termos e o que eles significam:
Trabalho – a quantidade de força gerada ao longo de uma distância, medida usando unidades como o pé-libra, quilowatt-hora, ou BTU (Unidade Térmica Britânica).
Energia – a capacidade de um mecanismo para trabalhar por vários meios – mecânico, térmico ou elétrico.
Potência – taxa de trabalho, em outras palavras, quanto trabalho é feito dividido pelo tempo necessário para fazê-lo.
Qual é a diferença entre potência e torque, então?
Pense em quando você está tentando usar uma chave para apertar um parafuso. Empurre a chave para baixo, aplicando assim uma força, que é aplicada no braço da chave (que tem um certo comprimento) – assim a força gerada pelos seus músculos e a própria chave cria torque em qualquer coisa que esteja apertando. Assim, o torque é igual à força multiplicada pela distância. Com isso em mente, você pode aumentar o torque de duas maneiras: ou aumentando a força aplicada ou batendo a distância. É por isso que é mais fácil soltar parafusos realmente apertados com uma catraca mais longa ou uma “barra do disjuntor”. Quanto mais alavancagem – distância – mais binário é criado.
O mesmo princípio aplica-se dentro de um motor. Aí, a força é fornecida pela combustão (a mistura ar-combustível que acende dentro do cilindro), que por sua vez pressiona o pistão que por sua vez move o virabrequim. Assim você tem sua força e sua distância (o comprimento do braço do pistão), portanto o torque é gerado no virabrequim.
Potência do cavalo, por outro lado, é a força multiplicada pela distância multiplicada por rpm. Sabemos que a força multiplicada pela distância é o torque, então a potência é o torque multiplicado por rpm. O que nos leva à próxima pergunta.
Como se pode medir a potência do motor?
A resposta óbvia é um dinamômetro, também conhecido como um dyno. No entanto, veja isto: o dyno mede realmente o torque de um motor, não a sua potência. Então, para obter uma leitura de potência, basta multiplicar o torque pela rpm e dividi-lo por 5252. Porquê esse número? Boa pergunta. O vídeo acima dá-lhe uma boa explicação cortesia da Donut Media (PS: talvez queira saltar para 5:20, já agora).
Porquê os motores diesel fazem mais torque do que a potência?
É tudo uma questão de taxa de compressão. Os motores a diesel têm uma taxa de compressão maior do que os motores a gasolina. O que isso significa? – lembre-se como a chave inglesa mais longa gerou mais torque? É o mesmo princípio.
No entanto, o pistão também tem de percorrer muito mais distância do que um motor a gasolina, o que significa que não se pode mover tão rapidamente como o de um motor a gasolina. Agora, lembra-se de como o trabalho em cavalos é feito rapidamente? Bem, os diesels podem fazer muito trabalho, mas não o conseguem fazer tão rapidamente como um moinho a gasolina, por isso, embora tenham altos níveis de binário, a potência está no lado curto.
É por isso que o seu camião grande pode transportar muita mercadoria, ou um autocarro tem grunhido suficiente para transportar muita gente, mas não pode ir tão rápido como um carro a gasolina normal.
O que significa potência a cavalo?
Potência a cavalo é o ritmo a que o trabalho é feito. Como descrito acima, uma potência a cavalo equivale a 33.000 pés de trabalho em um minuto. A potência do cavalo também é multiplicada pelo tempo, ou seja, quanto trabalho pode ser feito em um determinado período de tempo.
Faz um cavalo realmente igual à potência de um cavalo?
Não. O termo ‘potência do cavalo’ deriva do uso que James Watt faz dos meus cavalos no seu esforço para determinar quanto trabalho um pónei como esse poderia fazer em um minuto.
Qual é a potência média dos carros?
Nada é definida em pedra e como todos sabemos, a potência varia muito de carro para carro e de segmento para segmento – você tem as suas caixas económicas e no outro extremo do espectro os seus supercarros e hipercarros. No entanto, num carro americano típico, você pode esperar, em média, entre 180 e 200 cavalos de potência.