La reazione di coppia è l’equivalente della terza legge di Newton per i sistemi angolari. È una conseguenza della legge di conservazione del momento angolare. Negli elicotteri, fa girare il resto del veicolo nella direzione opposta alle pale. In biciclette e motociclette, consente ai ciclisti di fare un’impennata.
La terza legge di Newton, sviluppata dal matematico e fisico inglese Isaac Newton, afferma che per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria. Questa legge viene generalmente utilizzata nel contesto delle forze lineari, ma si applica anche nei sistemi angolari o rotanti. L’analogia angolare della forza è la coppia. Allo stesso modo in cui una forza lineare può accelerare linearmente una massa, una coppia può causare l’accelerazione angolare di una massa. La reazione uguale e contraria a una coppia è chiamata reazione di coppia.
Gestire questa reazione è una parte fondamentale del volo in elicottero. Un elicottero genera portanza ruotando una serie di pale che deviano l’aria verso il basso. La reazione uguale e contraria di questa forza verso il basso sull’aria è la forza verso l’alto sull’elicottero. Le pale rotanti comportano anche una reazione uguale e contraria. Mentre il motore gira le pale in una direzione, il resto dell’elicottero tende a girare nell’altra.
Il rotore di coda di un elicottero contrasta la reazione di coppia causata dal motore che cerca di far girare le pale principali. Di solito è costituito da una serie più piccola di pale orientate a soffiare aria in orizzontale. Quando la forza generata dal rotore di coda annulla esattamente la reazione di coppia, un elicottero può raggiungere un volo stabile. Senza un rotore di coda, un normale elicottero inizierebbe a girare in modo incontrollato nella direzione opposta alle pale principali.
Il Boeing CH-47 Chinook è un elicottero che risolve il problema della coppia in modo diverso. Utilizza due set comparabili di pale, chiamati rotori tandem, che ruotano in direzioni opposte. Sebbene la rotazione di ciascun rotore produca una reazione di coppia propria, entrambe le reazioni si annullano a vicenda. Il design del rotore in tandem viene utilizzato su molti elicotteri che devono sollevare carichi pesanti.
La reazione di coppia è importante anche per i veicoli terrestri. Una motocicletta funziona applicando una coppia per far girare la ruota posteriore. A basse accelerazioni, la reazione di coppia non è sufficiente per superare il peso della parte anteriore della motocicletta. Quando un pilota dà abbastanza gas, tuttavia, la reazione può far sollevare la parte anteriore della motocicletta da terra o fare un’impennata. Anche senza contatto con il suolo, il resto di una motocicletta tende a girare nella direzione opposta a una ruota posteriore in accelerazione.