Pretendo esclarecer a questão: afinal o que é que nos indica melhor a aceleração, o binario ou a potencia?
A resposta é: ambos, mas depende. Num determinado momento, vão obter maior aceleração quanto maior a potencia disponivel, ou binario nas rodas.
No entanto mais binario no motor não se traduz necessariamente em maior aceleração. Isso só é verdade para uma determinada relação (onde mais binario se traduz diretamente em mais potencia).
O que é a potencia?
A potencia é uma taxa de conversão de energia por unidade de tempo. Portanto comecemos por perceber a questão energetica por trás do movimento do carro:
Reparemos que a energia não desaparece. Converte-se. No caso de um carro, a energia do combustivel converte-se em calor (perdas e atritos), energia cinetica e energia potencial.
A primeira é energia "perdida", é o motivo pelo qual gastamos combustivel. As mais relevantes (além das perdas do proprio motor e transmissão) são a resistencia do ar e o calor gerado nas pastilhas sempre que aplicamos os travões.
As outras duas são de certa forma recuperaveis. Por exemplo, se acelerarem até aos 50 km/h e tirarem o pé do acelerador, o carro não para imediatamente, mas continua em movimento graças à energia cinetica que acumulou e só para quando esta energia tiver sido totalmente convertida em calor através das perdas (essencialmente resistencia do ar e atritos). Enquanto que a potencial, se sobem uma colina conseguem depois descê-la sem acelerar (ou a acelerar menos), isto porque estão a reaproveitar a energia potencial.
Então, basicamente, para acelerar um carro temos de criar energia cinetica.
Por exemplo, um carro com 1020 kg a 100 km/h (28 m/s) tem uma energia cinetica (mv2/2) de 1020 kg × (28m/s)2 / 2 = 400 000 kg.m2/s2 = 400 000 N.m = 400 kJ.
Portanto se queremos acelerar um carro de 1020 kg até 100 km/h em 4 segundos, precisamos de criar 400 kJ de energia cinetica em 4 segundos. Isto corresponde a uma taxa de conversão de energia (potencia) de 100 kJ/s, que é equivalente a 100 kW (repare-se que W = J/s), ou 134 hp.
Resumidamente, acelerar 1020 kg até 100 km/h em 4 segundos, corresponde a criar energia cinetica a uma potencia de 100 kW. Por outro lado metade da potencia corresponderia ao dobro do tempo para atingir essa velocidade.
Conclusão: penso que ficou claro o que significa a potencia e a sua relação com a aceleração: uma dada velocidade corresponde a uma dada energia cinetica, potencia corresponde à velocidade com que conseguimos converter energia, nomeadamente em energia cinetica.
Logo a potencia é um bom indicador do quão rapido conseguimos gerar energia cinetica, ou seja, acelerar. Esta relação é dada por:
O que é o binario?
Comecemos pelo binario à roda.
O binario na roda dá-nos quase diretamente a força com que a roda empurra o asfalto para trás. Que, ignorando a resistencia do ar, corresponde à aceleração do carro.
Fazendo as contas, 100 km/h (28 m/s) em 4 segundos corresponde a uma aceleração media de 7 m/s2, o que requer uma força de 7 m/s2 × 1000 kg = 7000 kg.m/s2 = 7000 N.m. Para uma roda com raio de 25 cm corresponde a um binario na roda de 1750 N.m.
Portanto, com um binario na roda constante de 1750 N.m também conseguimos atingir os 100 km/h em 4 segundos, e da mesma forma, com metade desse binario demorariamos o dobro do tempo.
Conclusão: o binario na roda dá-nos quase diretamente a aceleração do carro. Esta relação é dada por:
Binario na roda vs. binario do motor
O binario no motor pode ser multiplicado ou desmultiplicado. Por exemplo, se por cada duas voltas do motor as rodas derem uma volta, vamos obter o dobro do binario nas rodas.
Por exemplo, o carro do nosso exemplo com binario no motor constante de 437,5 n.M em que por cada 4 voltas do motor as rodas dão uma volta, o binario nas rodas é de 1750 N.m.
Por outro lado, um carro similar com binario no motor constante de 875 n.M mas em que por cada 2 voltas do motor as rodas dão uma volta, o binario nas rodas será o mesmo, e irá conseguir a mesma aceleração de 4 segundos aos 100 km/h.
Portanto, embora o binario no primeiro caso seja metade, a desmultiplicação é o dobro, resultando no mesmo binario nas rodas. Note-se também que o motor irá girar 2 vezes mais depressa, pelo que também resulta na mesma potencia.
Relação binario e potencia
Notemos que:
O binario nas rodas é o produto do binario no motor pela desmultiplicação.
A potencia é o produto do binario no motor pela velocidade do motor.
Uma maior desmultiplicação implica uma maior velocidade do motor.
Isto significa que para ter maior binario nas rodas e consequentemente mais aceleração, é preciso aumentar o resultado do produto entre o binario do motor e a velocidade do motor.
Este é o motivo pelo qual muitas vezes fazemos reduções quando queremos ultrapassar, porque obtemos mais potencia, mesmo que obtenhamos menos binario no motor.
Por exemplo, se o binario no motor é 1000 N.m a 2000 RPM com desmultiplicação de 1, o binario nas rodas é de 1000 N.m e a potencia é de 280 hp.
Se eu fizer uma redução para uma desmultiplicação de 2, o motor passa para as 4000 RPM, mesmo que o binario do motor desça para 750 N.m, o binario nas rodas passa a 1500 N.m, e a potencia também passa a 420 hp.
Ou seja, obtenho maior potencia e binario nas rodas (embora menor binario no motor), e consequentemente maior aceleração.
Conclusões
Mais potencia traduz-se em maior binario à roda e maior aceleração.
Mais binario traduz-se na mesma potencia (e consequentemente binario à roda e aceleração) com menor desmultiplicação.
Um carro com mais potencia consegue acelerar mais rapido (para o seu peso e aerodinamica).
Um carro com mais binario consegue a aceleração sem ser preciso elevar tanto as RPM.
Basicamente a potencia dá-nos aceleração e velocidade maxima, enquanto o binario indica-nos quão rotativo é o motor.
A resposta é: ambos, mas depende. Num determinado momento, vão obter maior aceleração quanto maior a potencia disponivel, ou binario nas rodas.
No entanto mais binario no motor não se traduz necessariamente em maior aceleração. Isso só é verdade para uma determinada relação (onde mais binario se traduz diretamente em mais potencia).
O que é a potencia?
A potencia é uma taxa de conversão de energia por unidade de tempo. Portanto comecemos por perceber a questão energetica por trás do movimento do carro:
Reparemos que a energia não desaparece. Converte-se. No caso de um carro, a energia do combustivel converte-se em calor (perdas e atritos), energia cinetica e energia potencial.
A primeira é energia "perdida", é o motivo pelo qual gastamos combustivel. As mais relevantes (além das perdas do proprio motor e transmissão) são a resistencia do ar e o calor gerado nas pastilhas sempre que aplicamos os travões.
As outras duas são de certa forma recuperaveis. Por exemplo, se acelerarem até aos 50 km/h e tirarem o pé do acelerador, o carro não para imediatamente, mas continua em movimento graças à energia cinetica que acumulou e só para quando esta energia tiver sido totalmente convertida em calor através das perdas (essencialmente resistencia do ar e atritos). Enquanto que a potencial, se sobem uma colina conseguem depois descê-la sem acelerar (ou a acelerar menos), isto porque estão a reaproveitar a energia potencial.
Então, basicamente, para acelerar um carro temos de criar energia cinetica.
Por exemplo, um carro com 1020 kg a 100 km/h (28 m/s) tem uma energia cinetica (mv2/2) de 1020 kg × (28m/s)2 / 2 = 400 000 kg.m2/s2 = 400 000 N.m = 400 kJ.
Portanto se queremos acelerar um carro de 1020 kg até 100 km/h em 4 segundos, precisamos de criar 400 kJ de energia cinetica em 4 segundos. Isto corresponde a uma taxa de conversão de energia (potencia) de 100 kJ/s, que é equivalente a 100 kW (repare-se que W = J/s), ou 134 hp.
Resumidamente, acelerar 1020 kg até 100 km/h em 4 segundos, corresponde a criar energia cinetica a uma potencia de 100 kW. Por outro lado metade da potencia corresponderia ao dobro do tempo para atingir essa velocidade.
Conclusão: penso que ficou claro o que significa a potencia e a sua relação com a aceleração: uma dada velocidade corresponde a uma dada energia cinetica, potencia corresponde à velocidade com que conseguimos converter energia, nomeadamente em energia cinetica.
Logo a potencia é um bom indicador do quão rapido conseguimos gerar energia cinetica, ou seja, acelerar. Esta relação é dada por:
O que é o binario?
Comecemos pelo binario à roda.
O binario na roda dá-nos quase diretamente a força com que a roda empurra o asfalto para trás. Que, ignorando a resistencia do ar, corresponde à aceleração do carro.
Fazendo as contas, 100 km/h (28 m/s) em 4 segundos corresponde a uma aceleração media de 7 m/s2, o que requer uma força de 7 m/s2 × 1000 kg = 7000 kg.m/s2 = 7000 N.m. Para uma roda com raio de 25 cm corresponde a um binario na roda de 1750 N.m.
Portanto, com um binario na roda constante de 1750 N.m também conseguimos atingir os 100 km/h em 4 segundos, e da mesma forma, com metade desse binario demorariamos o dobro do tempo.
Conclusão: o binario na roda dá-nos quase diretamente a aceleração do carro. Esta relação é dada por:
Binario na roda vs. binario do motor
O binario no motor pode ser multiplicado ou desmultiplicado. Por exemplo, se por cada duas voltas do motor as rodas derem uma volta, vamos obter o dobro do binario nas rodas.
Por exemplo, o carro do nosso exemplo com binario no motor constante de 437,5 n.M em que por cada 4 voltas do motor as rodas dão uma volta, o binario nas rodas é de 1750 N.m.
Por outro lado, um carro similar com binario no motor constante de 875 n.M mas em que por cada 2 voltas do motor as rodas dão uma volta, o binario nas rodas será o mesmo, e irá conseguir a mesma aceleração de 4 segundos aos 100 km/h.
Portanto, embora o binario no primeiro caso seja metade, a desmultiplicação é o dobro, resultando no mesmo binario nas rodas. Note-se também que o motor irá girar 2 vezes mais depressa, pelo que também resulta na mesma potencia.
Relação binario e potencia
Notemos que:
O binario nas rodas é o produto do binario no motor pela desmultiplicação.
A potencia é o produto do binario no motor pela velocidade do motor.
Uma maior desmultiplicação implica uma maior velocidade do motor.
Isto significa que para ter maior binario nas rodas e consequentemente mais aceleração, é preciso aumentar o resultado do produto entre o binario do motor e a velocidade do motor.
Este é o motivo pelo qual muitas vezes fazemos reduções quando queremos ultrapassar, porque obtemos mais potencia, mesmo que obtenhamos menos binario no motor.
Por exemplo, se o binario no motor é 1000 N.m a 2000 RPM com desmultiplicação de 1, o binario nas rodas é de 1000 N.m e a potencia é de 280 hp.
Se eu fizer uma redução para uma desmultiplicação de 2, o motor passa para as 4000 RPM, mesmo que o binario do motor desça para 750 N.m, o binario nas rodas passa a 1500 N.m, e a potencia também passa a 420 hp.
Ou seja, obtenho maior potencia e binario nas rodas (embora menor binario no motor), e consequentemente maior aceleração.
Conclusões
Mais potencia traduz-se em maior binario à roda e maior aceleração.
Mais binario traduz-se na mesma potencia (e consequentemente binario à roda e aceleração) com menor desmultiplicação.
Um carro com mais potencia consegue acelerar mais rapido (para o seu peso e aerodinamica).
Um carro com mais binario consegue a aceleração sem ser preciso elevar tanto as RPM.
Basicamente a potencia dá-nos aceleração e velocidade maxima, enquanto o binario indica-nos quão rotativo é o motor.
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