Cavalos

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Cavalos (CV) é uma unidade de potência (magnitude física). Na verdade, CV significa Cavalo-Vapor.

Você provavelmente já ouviu falar da potência do motor. Praticamente todo anúncio de carro menciona isso. Os motoristas ainda afirmam isso, e até mesmo a maioria dos cortadores de grama tem grandes decalques que declaram a potência do motor. Mas o que é poder e o que significa em termos de desempenho? Neste artigo, aprenderemos exatamente o que é potência e como você pode aplicá-la em sua vida diária.

A potência é expressa em cavalos-vapor (hp). O tema original é horsepower - potência, em uma tradução livre - e foi criado pelo engenheiro James Watt. Watt viveu de 1736 a 1819, tornando-se mais conhecido por suas melhorias feitas nas máquinas a vapor. Podemos nos lembrar dele cada vez que mencionamos as lâmpadas de 60 watts.

O fato é que Watt trabalhava com seu cavalo para retirar carvão de uma mina e queria transmitir a ideia da força disponível para um desses animais. Ele acabou descobrindo que os cavalos podia fazer, em média, 22.000 libras-pé (3.044 quilogramas ou kg.m) de trabalho em um minuto. Ele então adicionou 50% a esse número e determinou que um cavalo-vapor é equivalente a 33.000 pés-libras de trabalho (4.566 kg.m) em um minuto. Esta é a unidade de medida arbitrária que permaneceu válida por séculos e agora é encontrada em seu carro, cortador de grama, motosserra em alguns casos, até mesmo em seu aspirador de pó.

Cavalo-vapor

O que potência significa, segundo Watt, é: um cavalo pode executar 4.566 kg.m de trabalho a cada minuto. Imagine então um cavalo içando o carvão de uma mina, como mostrado acima. Um cavalo que exerça um cavalo-vapor pode içar 152,2 kg de carvão a 30 m em 1 minuto, ou 456,6 kg a 10 m nesse mesmo minuto. Pode-se combinar à vontade o peso levantado e a altura para levantá-lo. Desde que o produto resulte em 4.566 kg.m em 1 minuto, temos um cavalo-vapor.


Pode lhe ocorrer de não querer carregar o balde com 4.566 kg de carvão e mandar o cavalo andar 1 metro em 1 minuto, porque o cavalo não aguentaria peso tão grande. Ou ainda pensar que o cavalo não poderia andar 10.000 m em 1 minuto carregando pouco mais de 0,5 kg, uma vez que isso seria equivalente a percorrer 600 km em uma hora e os cavalos não são capazes disso. Entretanto, basta consultar como funciona um sistema de roldanas, para perceber que as polias combinadas são capazes de conciliar facilmente peso percebido por distância por meio de um arranjo de polias. Poderíamos criar assim um sistema de polias combinadas que proporcionasse um peso confortável para o cavalo a uma velocidade confortável, não importa qual o peso real do balde.

Os cavalos-vapor também podem ser convertidos em outras unidades. Por exemplo:

  • Um cavalo-vapor é equivalente a 735,5 watts. De modo que se um cavalo pudesse andar em uma esteira sem fim desenvolvendo 1 cavalo-vapor, seria possível acionar um gerador produzindo continuamente 735,5 watts.
  • Um cavalo-vapor durante uma hora equivale a 2,64 megajoules. Um aquecedor elétrico funcionando uma hora com 735,5 watts é capaz de produzir 2,64 megajoules (onde um joule é o trabalho realizado por uma força constante de 1 newton que desloca seu ponto de aplicação de 1 metro na direção da força).
  • Uma BTU (unidade de calor britânica) é igual a 1.055 joules, ou 252 calorias-grama ou a 0,252 calorias de alimentos. Pode-se presumir que um cavalo que produzisse 1 cavalo-vapor queimaria 641calorias em uma hora, se tivesse uma eficiência de 100%.

Como se mede a potência

Se desejarmos saber quantos cavalos-vapor tem um motor, colocamos o motor num dinamômetro. Um dinamômetro impõe uma carga ao motor e mede a quantidade de potência que o motor pode produzir contra essa carga. Essa carga nada mais é do que um freio, que pode ser hidráulico ou elétrico.

Os passos a seguir dão uma idéia de como funciona um dinamômetro. Imagine o que aconteceria se ligássemos o motor do carro, colocássemos o câmbio em ponto-morto e acelerássemos tudo. O motor alcançaria uma rotação tão rápida que poderia vir a se despedaçar. Como isto deve ser evitado, além de não servir para nada, podemos, no dinamômetro, aplicar uma carga ao motor com o acelerador todo aberto e medir que carga ele pode vencer em diferentes rotações. Podemos ligar o motor, acelerá-lo ao máximo e, com o dinamômetro, manter a carga no motor, digamos, a 7.000 rpm. Nesse ponto podemos registrar a carga máxima com a qual o motor pode funcionar nessa rotação. A partir daí podemos aplicar mais carga, diminuir a rotação do motor para 6.500rpm e tomar nota da carga. A seguir poderíamos aplicar a carga adicional necessária para que a rotação fosse reduzida para 6.000 rpm e assim sucessivamente. Seria também possível fazer o mesmo começando com 500 ou 1.000rpm e funcionar no sentido inverso, aumentando a rotação. O que os dinamômetros realmente medem é o torque (em newtons.metro, Nm) e para converter torque em cavalo-vapor basta multiplicarmos em Nm por rpm e dividirmos por 7.025,9. || Ainda se lê bastante nas revistas e nos sites da Internet o torque em metro.quilograma-força (m.kgf), em que 1m.kgf corresponde a 9,81 Nm. Se você tiver torque em m.kgf e quiser convertê-lo em cv, multiplique-o por rpm e divida-o por 716,2.

Como fazer um gráfico de potência

Gráfico de potência

Se você plotar potência desenvolvida versus as rotações do motor, consegue a curva da potência do motor. A curva de potência (cv) típica para um motor de alto desempenho pode ter a aparência aqui mostrada:

- Imagine uma chave inglesa com 0,5m de cabo e a aplicação de uma força de 2 newtons nesse cabo. Estamos apenas aplicando um torque, ou uma força de rotação de 1 newton.metro (ou seja, o momento de uma força de 1 newton a 1 metro de sua linha de ação) ao parafuso. Poderíamos conseguir o mesmo 1 Nm de torque se aplicássemos 10 N a um cabo de 0,1 m, ou 0,1 N a um cabo de 10 m. - Da mesma forma, conectando-se uma árvore a um motor, o motor pode aplicar um torque à árvore. O dinamômetro serve para medir esse torque. Pode-se facilmente converter torque para cavalo-vapor, basta multiplicar o torque por rpm e dividir por 7.025,9.

O que um gráfico como este mostra é que qualquer motor tem uma potência de pico, ou seja, uma revolução em que a potência gerada pelo motor é a mais alta possível. O motor também possui torque máximo em uma velocidade específica. Freqüentemente vemos em revistas ou brochuras a expressão: “320 cv a 6.500 rpm, 393 Nm de torque a 5.000 rpm” (dados da Shelby Series 1 1999). Muitas pessoas dizem que determinado motor tem “torque muito baixo”, o que significa que o torque máximo atinge rpm razoavelmente baixas, de 2.000 a 3.000 rpm. Também podemos ver com a curva de potência onde ela é máxima. Ao tentar obter o máximo de combustível possível, tente aproximar o motor daquele ponto, mostrado na curva. Se é por isso que muitas vezes desaceleramos e recuperamos a velocidade: quando diminuímos a velocidade, aumentamos a velocidade do motor, que está mais perto do ponto mais poderoso. Quando se quer "pular" com o carro abrindo um limite de tráfego, o que se faz normalmente a aumentar a velocidade do motor para a potência máxima e depois soltar a embreagem para descarregar os pneus em todas as potências.

Potência dos carros de alto desempenho

Um carro é considerado 'alto desempenho' se tiver potência suficiente em relação ao seu peso. Isso faz sentido, porque quanto mais pesado, mais potência é necessária para acelerar o carro. Para uma determinada quantidade de potência, deseja-se minimizar o peso para maximizar a aceleração.

Esta tabela mostra a potência e o peso do motor para vários veículos de alto desempenho (e um de baixo desempenho, para fins comparativos). O gráfico mostra a potência máxima, o peso do carro, a relação potência / peso (kg dividido pela HP), quantos segundos o carro precisa para acelerar de zero a 96 km / h e o custo.

Modelo Potência (cv) Peso(kg) Peso-potência(kg/cv) 0-96 km/h(segundos) Preço(US$)
Dodge Viper 450 1.507 3,35 4,1 66.000
Ferrari 355 F1 375 1.350 3,60 4,6 134.000
Shelby Series 1 320 1.203 3,76 4,4 108.000
Lotus Esprit V8 350 1.382 3,95 4,4 83.000
Chevrolet Corvette 345 1.473 4,27 4,8 42.000
Porsche Carrera 300 1.316 4,38 5,0 70.000
Mitsubishi 3000GT twin-turbo 320 1.698 5,30 5,8 45.000
Ford Escort 110 1.120 10,18 10,9 12.000

Uma correlação definitiva pode ser observada entre a relação potência-peso e o tempo de 0 a 96 km / h. Na maioria dos casos, uma proporção baixa indica um carro mais rápido. É interessante notar que não existe uma correlação tão forte entre velocidade e preço. O Viper realmente vem com um valor muito razoável neste gráfico!

Para ter um carro rápido, precisamos ter uma boa relação peso / potência. O desejável é ter muita potência correspondendo a um peso mínimo. Portanto, o primeiro passo é limpar o porta-malas.

Ligações externas