Hobujõud on võimsuse ühik ja miilid tunnis on kiiruse ühik. Füüsika ütleb meile, et võimsus ja kiirus (või kiirus) on seotud võrrandiga Võimsus = Jõu • Kiirus. Selle suhte kohaselt peame teadma vaid keha kehale avaldatavat jõudu, et ta saaks muunduda oma jõu ja läbitava kiiruse vahel. Jõudu, mida nimetatakse ka tõukejõuks, ei ole alati lihtne kindlaks määrata. Üks võimalus seda teha on objekti massi mõõtmine, kiirenduskatse tegemine ja Newtoni teise seaduse rakendamine.
Mis on hobujõud?
Mõiste "hobujõud" võttis kasutusele aurumasina varajane arendaja James Watt. Ta mõtles välja mõiste, et mõõta masina võimsust või töö mahtu, mida see teatud aja jooksul teha suudab. Füüsikas on töö objekti jõudmiseks vajalik kaugus teatud kaugusel. Hobuste vaatluse põhjal määratles Watt ühe hobujõu väärtuseks 33 000 jala naela / minut ehk 550 jala naela sekundis. Metrilises süsteemis on võimsuse mõõtühikuks vatt, mis on nime saanud Wati järgi, ja 1 hobujõud võrdub 746 vatti ehk 0,746 kilovattiga.
Jõu mõõtmine
Teid võib huvitada, kui kiiresti töötab mootor, mis arendab teatud kogust hobujõud võivad minna, kuid võimsuse ja kiiruse vahelise seose saate kindlaks teha ainult a-l juhtumipõhiselt. Selle põhjuseks on asjaolu, et jõu ja kiiruse võrrandisse ühendamiseks vajalik jõu väärtus sõltub nii auto massist kui ka sellest, kui kiiresti auto kiirendab. Need on muutujad. Näitlikustamiseks tehkem näide 2017. aasta Maserati GranTurismo kupeest, mille täismass on 4145 naela. ja V8 mootor, mis arendab 454 hobujõudu.
Jõu - või tõukejõu mõõtmiseks tuleb kõigepealt leida auto mass. Kaaludes ei saa te tegelikult massi, vaid kaalu, mis on mass, mis korrutatakse gravitatsioonist tingitud kiirendusega, mis on 32 / jalga / sekundis2. Kui mõõdate kaalu naeltes, jagage see arv 32 jalga sekundis2 et saada mass ühikutena, mida nimetatakse nälkjateks. Meie Maserati mass on umbes 130 nälkjat.
Nüüd on aeg teha kiirenduskatse, et leida, kui kaua kulub autol seisult 60 miili tunnikiiruse saavutamiseks. Teisendage see lõplik kiirus jalgadeks sekundis ja jagage see selle kiiruse saavutamiseks kulunud ajaga. See annab teile keskmise kiirenduse. Nüüd on teil mootori väljatöötatud tõukejõu leidmiseks kõik vajalik, sest vastavalt Newtoni teisele seadusele on jõud (tõukejõud) = mass • kiirendus.
2017. aasta Maserati GranTurismoga tehtud kiirendustestid kinnitavad, et see võib kiirendada 0–60 miili tunnis (88 jalga sekundis) umbes 5 sekundiga. Jagades maksimaalse kiiruse jalgades sekundis 5 sekundiga, saame keskmise kiirenduse 17,6 jalga sekundis2. See tähendab, et mootor areneb (130 nälkjat • 17,6 jalga / s2) = 2288 naela tõukejõudu täisgaasil.
Hobujõu seostamine kiirusega
Teate mootori hobujõudu ja nüüd tunnete tõukejõudu, nii et saate arvutada auto liikumiskiiruse, kasutades suhet: kiirus = võimsus / jõud. Vastuse saamiseks märgime, et see 1 hobujõud = 550 jalga-naela / s ja mootor arendab 454 hj, mis on 249 700 jala / s. Jagame selle kiirenduskatses arvutatud tõukejõu järgi. Sellest lähtuvalt peaks Maserati GranTurismo suutma selle tõukejõu väljaarendamise ajal liikuda kiirusega 109 jalga sekundis ehk veidi üle 74 miili tunnis.
Maserati suudab tegelikult liikuda kiiremini kui 74 miili tunnis; auto on tuntud kui üks kiiremaid - kui mitte kõige kiiremaid - autosid maailmas. Sellise tõukejõu arendamise ajal ei arenda see siiski oma tippkiirust. Kiirus ja jõud on pöördvõrdelises seoses, mistõttu kiirenduse vähendamine, mis vähendab mootori rakendamiseks vajalikku jõudu, suurendab kiirust. Kui teil on Maserati ja soovite näha, kui kiiresti see tegelikult läheb, olge gaasile õrn.