Dunque, vorrei ritornare un attimo su quest'argomento che ormai io davo per scontato ma forse tanto scontato non lo è. Forse, la fisica viene studiata con in mente un modo di vedere le cose diverso da come lo vedo io, o come quelli come me che studiano la fisica per l'elettronica piuttosto che per la meccanica.
Credo che si possa dire che l'energia trasmessa su di un asse, intendiamoci bene, non dissipata in calore, neppure accumulata in qualche modo, quindi si parla di energia cinetica che l'asse trasmette da un sistema generatore ad un altro assorbitore. Per esempio un motore endotermico che trasforma energia chimica in coppia all'asse, il quale la trasmette ad un freno idraulico che scalda il liquido mantenuto freddo dal ricircolo del medesimo in un radiatore apposito e dissipa quindi quel calore nell'atmosfera tramite l'apporto di aria fredda di un ventilatore.
Come dicevamo, l'energia in questo esempio è data da:
E o W = P t
Dove E sta per energia, e non mi si confuti che l'energia si indica con W come Work, per non vorrei ricordare l'Einsteniana espressione E=mc². Quindi, E sta per Energy e W sta per Work. Che siano poi la stessa cosa nel nostro caso è chiaro. Mentre si potrebbe opinare l'uso di una indicazione o l'altra a seconda del tipo di energia in questione.
Ma ritornando al nocciolo della questione.
Se:
E=P t
Cioè la potenza per il tempo che questa viene erogata.
E se:
P=ωT
dove T (Torque) è la coppia in Newton per metro (Nm) applicata all'albero.
Per cui essendo:
ω=2πf
ovvero, la velocità di rotazione in radianti al secondo per cui:
f=1/t
ω=2π/t
Dove t è il tempo impiegato per una rotazione o periodo di rotazione.
quindi, sostituendo la definizione di velocità angolare nella precedente:
P=2π/t T
e se la prima equazione è vera, è vero pure che:
W=2π/t·T· t= 2π·T
Ovvero l'energia è uguale alla forza applicata al raggio di distanza dal centro dell'asse per compiere un angolo giro. Cioè un giro completo dell'asse.
Essendo stabilito che la coppia è appunto una forza per una distanza, la definizione stessa contiene tutti gli elementi, dato che 2 è un numero, π pure, possiamo dire che la coppia è energia cinetica in trasferimento meccanico, ovvero energia in un cinematismo in movimento.
Il discorso a questo punto potrebbe pure allargarsi al fatto di considerare la coppia statica come energia potenziale o come forza applicata in un punto e basta ovvero direttamente sul fulcro visto che non c'è rotazione. Ma pure un oggetto di massa m immobile che poggia ad una altezza h dal suolo (relativo) ha un'energia potenziale indicata in m·a (a= accelerazione di gravità) per l'altezza h. Pur esercitando solo la forza peso sul vincolo e quindi non essendoci nè trasferimento nè dissipazione di energia.
Per il fatto che la coppia sia un vettore come sostenuto dai meccanici, c'è da puntualizzare che un vettore viene definito da tre grandezze, un modulo scalare, una direzione, ed un verso. E quindi, la nostra forza esercitante la coppia, è sicuramente un vettore, il raggio di distanza del punto di applicazione sul fulcro è opinabile che sia un vettore, perchè ha un modulo ed una direzione, ma manca di un verso. Il risultato, poi, è il movimento rotante di un asse. Ed in definitiva l'energia di cui sopra. A questo punto, l'energia è noto che sia una grandezza scalare. Quindi, come può un vettore diventare uno scalare? Può o non può?
Certo che può. Chi dice che una forza, vettore, producendo il movimento (vettore) di un corpo che fa attrito non può produrre energia energia perchè questa è uno scalare?
La risposta è semplice, almeno credo, perchè in una coppia la forza applicata è sempre normale al raggio del cerchio sulla quale viene applicata.
Qualcuno ha da aggiungere qualcosa, non vorrei sentirmi dire che tutto questo che ho scritto è solo una "mia opinione" o solamente il mio "punto di vista"...
