La coppia e il lavoro hanno la stessa unità. Perché?

Hanno la stessa derivazione SI, ma connotazioni molto diverse. Non tutto ciò che nella scienza è formalmente equivalente è semanticamente equivalente. C'è una connessione tra la coppia e il lavoro, in quanto si applica una forza da qualche parte e si sposta una distanza. Tuttavia, la coppia è solo una misura indiretta della forza. Per esempio, perché la coppia richiesta raddoppia quando si dimezza il braccio di leva? Non è perché il peso opposto è diventato due volte più pesante (cioè esercita più forza), ma perché si applica una forza solo per metà della distanza, mentre il peso opposto si muove ancora per la stessa distanza. Quindi, lo stesso lavoro deve essere impacchettato in uno spazio minore, richiedendo che la forza salga. Questo concetto è ben confezionato nella coppia, che permette di moltiplicare la coppia (Nm) per un'unità adimensionale (radianti), per ottenere il lavoro fatto (joule). Poiché il movimento angolare è senza dimensione, la componente dinamica dell'equazione del lavoro deve avere le stesse unità di energia, ma è un concetto molto diverso.

Ad ogni modo, è stata una risposta forse prolissa. Anch'io ho pensato una cosa simile. Molte unità "nominate" hanno la stessa derivazione SI: per esempio, l'energia, la coppia e la pressione hanno tutte le stesse unità SI. Sono strettamente legati l'uno all'altro, ma non avrebbe senso dire che ho bisogno di una batteria da 100 pascal, anche se un recipiente a pressione a 100 pascal conterrebbe una certa misura di energia.

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risposto il 17 novembre '13 alle 15:23

user31580

Pressione per volume ha unità di energia. In senso reale, la pressione è una densità di energia. - Scott Centoni 20 novembre '14 alle 23:56

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La coppia e il lavoro non possono essere scambiati perché non rappresentano la stessa cosa. 1 Joule è la quantità di energia necessaria per muovere un oggetto contro una forza di 1 N per 1 m.

1 Nm di coppia, invece, è la coppia che si ottiene se si applica una forza di 1 N ad un braccio di forza di 1 m.

Due concetti totalmente diversi, per niente equivalenti.