كيفية تحويل القدرة الحصانية إلى أميال في الساعة

قوة حصان هي وحدة من وحدات الطاقة ، وأميال في الساعة هي وحدة سرعة. تخبرنا الفيزياء أن القوة والسرعة (أو السرعة) مرتبطان بالمعادلة القوة = القوة • السرعة. وفقًا لهذه العلاقة ، كل ما نحتاج إلى معرفته هو القوة المؤثرة على الجسم حتى نتمكن من التحويل بين قوته والسرعة التي ينتقل بها. ومع ذلك ، فإن القوة ، المعروفة أيضًا باسم الدفع ، ليس من السهل دائمًا تحديدها. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في قياس كتلة الجسم وإجراء اختبار تسريع وتطبيق قانون نيوتن الثاني.

تم تقديم مصطلح "القدرة الحصانية" بواسطة James Watt ، وهو مطور مبكر للمحرك البخاري. لقد صاغ هذا المصطلح لقياس قوة الآلة ، أو مقدار العمل الذي يمكنها القيام به في فترة زمنية معينة. في الفيزياء ، الشغل هو مقدار القوة المطلوبة لتحريك جسم ما لمسافة معينة. بناءً على ملاحظته للخيول ، حدد واط قدرة حصانية واحدة على أنها 33000 قدم - رطل / دقيقة ، أو 550 قدمًا - رطل / ثانية. في النظام المتري ، وحدة الطاقة هي الواط ، الذي سمي على اسم واط ، وقوة الحصان الواحد تساوي 746 واط أو 0.746 كيلووات.

قد تكون مهتمًا بمدى سرعة السيارة ذات المحرك الذي يطور قدرًا معينًا من يمكن أن تذهب القدرة الحصانية ، ولكن يمكنك فقط تحديد العلاقة بين القوة والسرعة على على أساس كل حالة على حدة. هذا لأن قيمة القوة التي تحتاج إلى إدخالها في المعادلة المتعلقة بالقوة والسرعة تعتمد على وزن السيارة وكذلك على مدى سرعة السيارة. هذه متغيرات. للتوضيح ، دعنا نقدم مثالاً على سيارة 2017 مازيراتي جران توريزمو كوبيه ، التي يبلغ وزنها الإجمالي 4145 رطلاً. ومحرك V8 يولد 454 حصانًا.

لقياس القوة - أو الدفع - عليك أولاً إيجاد كتلة السيارة. عندما تزنها ، لا تحصل فعليًا على الكتلة ، بل الوزن ، وهو الكتلة مضروبة في عجلة الجاذبية ، وهي 32 / قدم / ثانية². إذا كنت تقيس الوزن بالجنيه ، فاقسم هذا الرقم على 32 قدمًا / ثانية² للحصول على الكتلة بوحدات تسمى الرخويات. تبلغ كتلة مازيراتي حوالي 130 قطعة من البزاق.

حان الوقت الآن لإجراء اختبار تسارع لمعرفة المدة التي تستغرقها السيارة للوصول إلى سرعة 60 ميلاً في الساعة من حالة التوقف التام. حول تلك السرعة النهائية إلى قدم / ثانية وقسمها على الوقت المستغرق للوصول إلى تلك السرعة. يمنحك هذا متوسط ​​التسارع. الآن لديك كل ما تحتاجه للعثور على الدفع الذي طوره المحرك لأنه وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، القوة (الدفع) = الكتلة • التسارع.

تؤكد اختبارات التسارع التي أجريت على مازيراتي جران توريزمو 2017 أنها يمكن أن تتسارع من 0 إلى 60 ميلاً في الساعة (88 قدمًا في الثانية) في حوالي 5 ثوانٍ. بقسمة السرعة القصوى بالأقدام في الثانية على 5 ثوانٍ ، نحصل على متوسط ​​تسارع 17.6 قدم / ثانية². هذا يعني أن المحرك يتطور (130 قطعة من الدرزات • 17.6 قدم / ثانية²) = 2،288 رطل من الدفع بأقصى سرعة دواسة الوقود.

أنت تعرف تصنيف القوة الحصانية للمحرك ، والآن تعرف قوة الدفع ، لذا يمكنك حساب السرعة التي ستنتقل بها السيارة باستخدام العلاقة: السرعة = القوة / القوة. للوصول إلى إجابة ، نلاحظ أن 1 حصان = 550 قدمًا - رطل / ثانية ، وأن المحرك يطور 454 حصانًا ، أي 249700 قدمًا - رطل / ثانية. نقسم ذلك على الدفع المحسوب في اختبار التسارع. وفقًا لذلك ، يجب أن تكون سيارة مازيراتي جران توريزمو قادرة على السفر بسرعة 109 أقدام / ثانية ، أو ما يزيد قليلاً عن 74 ميلاً في الساعة أثناء تطوير هذا المقدار من الدفع.

يمكن لسيارة مازيراتي أن تسافر أسرع من 74 ميلاً في الساعة ؛ تُعرف السيارة بأنها واحدة من أسرع السيارات - إن لم تكن الأسرع - في العالم. لن يطور سرعته القصوى أثناء تطوير هذا القدر من الدفع ، رغم ذلك. هناك علاقة عكسية بين السرعة والقوة ، لذا فإن تقليل التسارع ، مما يقلل من القوة التي يحتاجها المحرك لبذلها ، يزيد من السرعة. إذا كنت تمتلك سيارة Maserati ، وتريد معرفة مدى سرعتها حقًا ، فكن لطيفًا على دواسة الوقود.