Sådan konverteres hestekræfter til miles per time

Hestekræfter er en kraftenhed, og miles per time er en enhed af hastighed. Fysik fortæller os, at kraft og hastighed (eller hastighed) er relateret af ligningen Power = Force • Velocity. Ifølge dette forhold er alt, hvad vi behøver at vide, den kraft, der udøves på en krop, for at kunne konvertere mellem dens kraft og den hastighed, den bevæger sig. Men kraft, også kendt som stødkraft, er ikke altid let at bestemme. En måde at gøre er at måle objektets masse, lave en accelerationstest og anvende Newtons anden lov.

Hvad er hestekræfter?

Udtrykket "hestekræfter" blev introduceret af James Watt, en tidlig udvikler af dampmaskinen. Han formåede begrebet til at måle kraften i en maskine eller den mængde arbejde, det var i stand til at gøre i en given tid. I fysik er arbejdet den mængde kraft, der kræves for at flytte et objekt en vis afstand. Baseret på hans observation af heste definerede Watt en hestekræfter som 33.000 fod-pund /minut eller 550 fod-pund /sekund. I metriske system er effektenheden wattet, som er opkaldt efter Watt, og 1 hestekræfter er 746 watt eller 0,746 kilowatt.

Målekraft

Du kan være interesseret i hvor hurtigt en bil med en motor, som udvikler en vis mængde hestekræfter, kan gå, men du kan kun bestemme forholdet mellem strøm og hastighed fra sag til sag. Det skyldes, at værdien for kraft, som du har brug for at stikke ind i ligningen vedrørende strøm og hastighed, afhænger af bilens vægt såvel som på hvor hurtigt bilen accelererer. Disse er variabler. For at illustrere, lad os lave et eksempel med en 2017 Maserati GranTurismo coupe, som har en krumningsvægt på 4.145 lbs. og en V8-motor, der udvikler 454 hestekræfter.

For at måle kraft - eller tryk - skal du først finde bilens masse. Når du vejer det, får du ikke massen, men vægten, som er massen multipliceret med accelerationen på grund af tyngdekraften, som er 32 /fod /sekund ^{2. Hvis du måler vægten i pund, dividerer du det med 32 fod /sekund 2 for at få massen i enheder kaldet snegle. Massen af ​​vores Maserati er omkring 130 snegle.}

Nu er det tid til at lave en accelerationstest for at finde ud af, hvor længe det tager bilen at nå en hastighed på 60 miles i timen fra stillstand. Konverter den endelige hastighed til fod /sekund og divider den med det tidspunkt, det tog for at nå den hastighed. Det giver dig den gennemsnitlige acceleration. Nu har du alt hvad du behøver for at finde fremdriften udviklet af motoren, fordi ifølge Newtons anden lov, Force (Thrust) = Mass • Acceleration.

Accelerationstest udført på 2017 Maserati GranTurismo, bekræfter, at det kan accelerere fra 0 til 60 miles i timen (88 fod pr. sekund) i ca. 5 sekunder. Ved at dividere maksimal hastighed i fod per sekund med 5 sekunder får vi en gennemsnitlig acceleration på 17,6 fod /sekund ^{2. Det betyder, at motoren udvikler sig (130 sløjfer • 17,6 ft /s 2) = 2,288 pund stødkraft ved fuld gas.}

Forhold til hestekræfter til hastighed

Du kender hestekræfternes rating af motor, og nu kender du trykket, så du kan beregne den hastighed, bilen vil rejse med forholdet: Speed ​​= Power /Force. For at komme frem til et svar bemærker vi, at 1 Hestekræfter = 550 ft./lb./s, og motoren udvikler 454 hk, hvilket er 249.700 ft.lb./s. Vi deler det med det tryk, der er beregnet i accelerationstesten. Maserati GranTurismo bør derfor kunne køre med en hastighed på 109 fod /sekund eller lidt over 74 miles i timen, samtidig med at man udvikler den største kraft.

En Maserati kan faktisk rejse hurtigere end 74 miles pr. time; bilen er kendt som en af ​​de hurtigste - om ikke den hurtigste - biler i verden. Det vil dog ikke udvikle sin højeste hastighed, samtidig med at udvikle den pågældende mængde tryk. Hastighed og kraft er i et omvendt forhold, hvilket reducerer accelerationen, hvilket reducerer den kraft, som motoren skal udøve, øger hastigheden. Hvis du ejer en Maserati, og du vil se, hvor hurtigt det virkelig går, skal du være forsigtig på gassen.