Конската сила е единица мощност, а мили в час е единица скорост. Физиката ни казва, че мощността и скоростта (или скоростта) са свързани с уравнението Мощност = Сила • Скорост. Според тази връзка всичко, което трябва да знаем, е силата, упражнявана върху тялото, за да може да преобразува между неговата сила и скоростта, която изминава. Силата, известна също като тяга, не винаги е лесна за определяне. Един от начините да се направи е да се измери масата на обекта, да се направи тест за ускорение и да се приложи Вторият закон на Нютон.
Какво е конска сила?
Терминът "конски сили" е въведен от Джеймс Уат, ранен разработчик на парната машина. Той измисли термина, за да измери мощността на една машина или количеството работа, която тя можеше да направи за определен период от време. Във физиката работата е количеството сила, необходимо за преместване на обект на определено разстояние. Въз основа на наблюдението си върху коне, Уат определя една конска сила като 33 000 фута / минута или 550 фута фунта / секунда. В метричната система единицата за мощност е ватът, който е кръстен на Ват, а 1 конска сила е равна на 746 вата или 0,746 киловата.
Измервателна сила
Може да се интересувате от това колко бързо е автомобил с двигател, който развива определено количество конски сили може да отиде, но можете да определите връзката между мощност и скорост само на a за всеки отделен случай. Това е така, защото стойността за сила, която трябва да включите в уравнението, свързано с мощността и скоростта, зависи от теглото на автомобила, както и от това колко бързо ускорява колата. Това са променливи. За илюстрация, нека направим пример с купе Maserati GranTurismo от 2017 г., което има собствено тегло от 4145 фунта. и V8 двигател, който развива 454 конски сили.
За да измерите силата - или тягата - първо трябва да намерите масата на колата. Когато го претеглите, всъщност не получавате масата, а теглото, което е масата, умножена по ускорението поради гравитацията, което е 32 / фута / секунда2. Ако измервате теглото в лири, разделете това число на 32 фута / секунда2 за да се получи масата в единици, наречени охлюви. Масата на нашия Maserati е около 130 охлюви.
Сега е време да се направи тест за ускорение, за да се установи колко време е необходимо на автомобила да достигне скорост от 60 мили в час от място. Преобразувайте тази крайна скорост във футове / секунда и я разделете на времето, необходимо за постигане на тази скорост. Това ви дава средното ускорение. Сега имате всичко необходимо, за да намерите тягата, развита от двигателя, тъй като, според Втория закон на Нютон, сила (тяга) = маса • ускорение.
Тестовете за ускорение, проведени на 2017 Maserati GranTurismo, потвърждават, че може да ускори от 0 до 60 мили в час (88 фута в секунда) за около 5 секунди. Разделяйки максималната скорост във футове в секунда на 5 секунди, получаваме средно ускорение от 17,6 фута / секунда2. Това означава, че двигателят се развива (130 охлюви • 17,6 фута / сек2) = 2288 паунда тяга при пълна газ.
Отнасяне на конската сила към скоростта
Знаете номиналната мощност на двигателя и сега знаете тягата, така че можете да изчислите скоростта, която автомобилът ще измине, като използвате връзката: Скорост = Мощност / Сила. За да стигнем до отговор, ние отбелязваме, че 1 конски сили = 550 фута / лири / с, а двигателят развива 454 к.с., което е 249 700 фута / лири / с. Разделяме това на тягата, изчислена в теста за ускорение. Съответно Maserati GranTurismo трябва да може да се движи със скорост от 109 фута / секунда или малко над 74 мили в час, докато развива това количество тяга.
Maserati всъщност може да пътува по-бързо от 74 мили в час; автомобилът е известен като един от най-бързите - ако не и най-бързият - автомобили в света. Въпреки това няма да развие максималната си скорост, докато развива това количество тяга. Скоростта и силата са в обратна връзка, така че намаляването на ускорението, което намалява силата, която двигателят трябва да упражнява, увеличава скоростта. Ако притежавате Maserati и искате да видите колко бързо върви наистина, бъдете внимателни с газта.