Rapporto potenza-peso

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Il rapporto potenza/peso (a volte confuso con il concetto più generale di potenza specifica) e il suo inverso, il rapporto peso/potenza sono grandezze scalari comunemente utilizzate per comparare le prestazioni dei veicoli o dei motori, nelle automobili, motociclette, aereo e nei veicoli corazzati da combattimento. È definita come il rapporto fra la potenza che il motore riesce a generare e il peso (la massa) del veicolo (o del motore), o viceversa, nel caso volessimo trovare il rapporto inverso:


\begin{matrix}
\mbox{P/M} &=& P/m \\
\mbox{M/P} &=& 1/p/w \\
 &=& m/P
\end{matrix}

Le unità di misura sono di solito cavalli vapore su tonnellata (hp/t - P/M) o chilogrammi su cavalli vapore (kg/hp - M/P), anche se oggigiorno anche i watt sono usati per misurare la potenza nella maggior parte dei paesi che hanno adottato il sistema metrico decimale.

Uso[modifica | modifica sorgente]

Il rapporto potenza-peso viene spesso utilizzato come un'indicazione della performance che ci si aspetta da una vettura. Più grande è, in valore numerico, il rapporto diretto P/M (e più piccolo l'inverso, quindi) più le doti saranno sportive. Il peso dei veicoli ha relativamente poco impatto sulla velocità massima, che dipende in maggior misura dall'aerodinamica. L'accelerazione (a), d'altra parte, è regolata dalla legge di Newton, F = ma, quindi più forza (F - dalla coppia del motore trasmessa alle ruote motrici (o la spinta nel caso degli aerei), causerà un'accelerazione maggiore per una data massa (m = peso/g). Infatti, dato che P = Fv, sostituendo nell'equazione F si ha P/M = av, quindi il rapporto P/M determina quanta accelerazione a è disponibile a quella velocità v (il che nega, quindi, la necessità di forza F per superare la resistenza dell'aria o altri tipi di attrito).

In tutti i veicoli il rapporto potenza/peso del motore è essenziale per il rapporto potenza/peso del veicolo. Ma in un aereo esso è più importante che in ogni altro veicolo, perché ogni peso addizionale richiede più portanza che le ali devono generare per sollevarlo. Ma più spinta dalle ali significa più resistenza che rallenta l'aereo. Quindi, se due motori sviluppano la stessa potenza, quello più leggero renderà l'aereo migliore. Ne segue che il rapporto potenza-peso ha un impatto molto più accentuato sugli aerei e sulle loro prestazioni generali, includendo stavolta anche la velocità massima.

In questo modo il rapporto potenza/peso viene riferito di solito al solo peso del motore, cioè come modo efficace per confrontare i motori degli aerei. Applicato a tutto l'apparecchio il termine indica la potenza di carico, specialmente nell'ingegneria elicotteristica.

Il rapporto potenza/peso è spesso utilizzato anche come indicatore generale della mobilità di un carroarmato o in altri veicoli corazzati da combattimento, di solito espresso in cavalli vapore su tonnellate (hp/t). Tali veicoli, pesando diverse tonnellate, dovrebbero essere capaci di raggiungere velocità relativamente alte in poco tempo, superando una grande quantità di inerzia e resistenza meccanica perfino su superfici dure, ed essere anche capaci di viaggiare veloci su terreni soffici e su ripidi pendii.

Auto[modifica | modifica sorgente]

Nelle autovetture tale rapporto viene di solito espresso in watt (oppure kilowatt) su chilogrammo, o cavallo vapore su libbra. Ecco una tabella con diverse statistiche di motori famosi, presi come esempio:

Nome del motore Volume Geometria Tipo Auto Peso del motore Potenza RPM Coppia RPM coppia P/M
(litri) (kg) (HP,SAE) (rpm) (N·m) (rpm) (HP/kg)
F140 6,0 V12 DOHC 2002 Ferrari Enzo 225 660 7 800 658 5 500 2,93
M80 5,7 V10 DOHC 2005 Porsche Carrera GT 214 605 8 000 590 5 750 2,83
F130 4,7 V12 DOHC 1995 Ferrari F50 198 513 8 500 470 6 500 2,59
LS7 7,0 V8 OHV 2006 Chevrolet Corvette Z06 208 505 6 300 637 4 800 2,43
AMG 6.3 6,2 V8 DOHC 2007 Mercedes CLK63 AMG 199 475 6 800 630 5 000 2,39
S85 5,0 V10 DOHC 2007 BMW M5 & BMW M6 240 507 7 750 655 6 100 2,11
LS2 6,0 V8 pushrod 2005 Chevrolet Corvette C6 204 542 6 000 400 4 400 1,96
SRT-10 8,3 V10 OHV 2006 Dodge Viper 295 510 5 600 725 4 600 1,73
S62 5,0 V8 OHV 2003 BMW M5 239 396 6 600 502 3 800 1,66

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]