Výkon je jednotka výkonu a míle za hodinu jednotka rychlosti. Fyzika nám říká, že výkon a rychlost (nebo rychlost) souvisejí s rovnicí Síla = Síla • Rychlost. Podle tohoto vztahu vše, co potřebujeme vědět, je síla vyvíjená na tělo, aby bylo možné převádět mezi jeho silou a rychlostí, kterou cestuje. Síla, známá také jako tah, však není vždy snadné určit. Jedním ze způsobů, jak to udělat, je změřit hmotnost objektu, provést test zrychlení a použít Newtonův druhý zákon.
Co je to Horsepower?
Termín „koňská síla“ zavedl James Watt, časný vývojář parního stroje. Zavedl tento pojem k měření výkonu stroje nebo množství práce, kterou byl schopen za danou dobu vykonat. Ve fyzice je práce množství síly potřebné k pohybu objektu na určitou vzdálenost. Na základě svého pozorování koní Watt definoval jednu koňskou sílu jako 33 000 stop za minutu nebo 550 stop za sekundu. V metrickém systému je jednotkou výkonu watt, který je pojmenován po Watt, a 1 koňská síla se rovná 746 wattům nebo 0,746 kilowattu.
Měřicí síla
Mohlo by vás zajímat, jak rychle auto s motorem, který vyvíjí určité množství koňská síla může jít, ale vztah mezi výkonem a rychlostí můžete určit pouze na a případ od případu. Je to proto, že hodnota síly, kterou musíte zapojit do rovnice týkající se výkonu a rychlosti, závisí na hmotnosti vozu a na tom, jak rychle auto zrychluje. To jsou proměnné. Pro ilustraci si ukážeme příklad s kupé Maserati GranTurismo 2017, které má pohotovostní hmotnost 4 145 liber. a motor V8, který vyvíjí výkon 454 koní.
Pro měření síly - nebo tahu - musíte nejprve najít hmotnost automobilu. Když to vážíte, ve skutečnosti nedostanete hmotnost, ale hmotnost, což je hmotnost vynásobená gravitačním zrychlením, což je 32 / stopy / sekundu2. Pokud měříte váhu v librách, vydělte toto číslo o 32 stop za sekundu2 získat hmotu v jednotkách zvaných slimáci. Hmotnost našeho Maserati je asi 130 slimáků.
Nyní je čas provést test zrychlení, aby se zjistilo, jak dlouho vozu trvá, než z klidu dosáhne rychlosti 60 mil za hodinu. Převeďte tuto konečnou rychlost na stopy / sekundu a rozdělte ji na čas potřebný k dosažení této rychlosti. To vám dává průměrné zrychlení. Nyní máte vše, co potřebujete, abyste našli tah vyvinutý motorem, protože podle druhého Newtonova zákona síla (tah) = hmotnost • zrychlení.
Akcelerační testy provedené na modelu Maserati GranTurismo 2017 potvrzují, že dokáže zrychlit z 0 na 60 mil za hodinu (88 stop za sekundu) za přibližně 5 sekund. Rozdělením maximální rychlosti ve stopách za sekundu na 5 sekund získáme průměrné zrychlení 17,6 stop / sekundu2. To znamená, že se motor vyvíjí (130 slimáků • 17,6 ft / s2) = 2 288 liber tahu na plný plyn.
Vztah koní k rychlosti
Znáte výkon motoru a nyní znáte tah, takže můžete vypočítat rychlost, kterou bude auto cestovat, pomocí vztahu: Rychlost = Síla / Síla. Abychom dospěli k odpovědi, poznamenáváme, že 1 koňská síla = 550 ft.lb./s a motor vyvíjí 454 HP, což je 249 700 ft.lb./s. Vydělíme to tahem vypočítaným v testu zrychlení. Maserati GranTurismo by tedy mělo být schopné cestovat rychlostí 109 stop za sekundu nebo něco málo přes 74 mil za hodinu a přitom vyvíjet takové množství tahu.
Maserati může ve skutečnosti cestovat rychleji než 74 mil za hodinu; auto je známé jako jedno z nejrychlejších - ne-li nejrychlejších - aut na světě. Při vývoji tohoto množství tahu však nevyvine svou nejvyšší rychlost. Rychlost a síla jsou v opačném vztahu, takže snížení zrychlení, které snižuje sílu, kterou musí motor vyvinout, zvyšuje rychlost. Pokud vlastníte Maserati a chcete vidět, jak rychle to opravdu jde, buďte jemní k plynu.