Konjska snaga je jedinica snage, a milje na sat jedinica brzine. Fizika nam govori da su snaga i brzina (ili brzina) povezani jednadžbom Snaga = Sila • Brzina. Prema ovom odnosu, sve što trebamo znati je sila koja djeluje na tijelo da bi se moglo pretvoriti između njegove snage i brzine kojom se kreće. Međutim, silu, poznatu i kao potisak, nije uvijek lako odrediti. Jedan od načina to je izmjeriti masu predmeta, napraviti test ubrzanja i primijeniti Newtonov Drugi zakon.
Što je konjska snaga?
Izraz "konjske snage" uveo je James Watt, rani programer parnog stroja. Izmislio je taj izraz za mjerenje snage stroja ili količine posla koji je mogao obaviti u određenom vremenu. U fizici rad predstavlja količinu sile potrebne za pomicanje predmeta na određenu udaljenost. Na temelju svog promatranja konja, Watt je definirao jednu konjsku snagu kao 33.000 stopa u kilogram / minutu ili 550 stopa u kilogram u sekundi. U metričkom sustavu jedinica snage je vati, koji je dobio ime po Watt, a 1 konjska snaga jednaka je 746 vata ili 0,746 kilovata.
Mjerna sila
Moglo bi vas zanimati koliko brzo automobil s motorom razvija određenu količinu konjskih snaga može ići, ali odnos snage i brzine možete utvrditi samo na a od slučaja do slučaja. To je zato što vrijednost sile koju trebate uključiti u jednadžbu koja se odnosi na snagu i brzinu ovisi o težini automobila, kao i o brzini automobila. To su varijable. Za ilustraciju, napravimo primjer s kupeom Maserati GranTurismo iz 2017. godine, koji ima praznu težinu od 4.145 lbs. i V8 motor koji razvija 454 konjske snage.
Da biste izmjerili silu - ili potisak - prvo morate pronaći masu automobila. Kada ga izvagate, zapravo ne dobivate masu, već težinu, odnosno masu pomnoženu s ubrzanjem uslijed gravitacije, odnosno 32 / stopa / sekundu2. Ako težinu mjerite u kilogramima, podijelite taj broj sa 32 stope / sekundu2 da se masa dobije u jedinicama koje se nazivaju puževi. Masa našeg Maseratija je oko 130 puževa.
Sada je vrijeme da napravite test ubrzanja kako biste utvrdili koliko je vremena potrebno automobilu da postigne brzinu od 60 milja na sat s mjesta. Pretvorite tu konačnu brzinu u stope / sekundu i podijelite je s vremenom potrebnim za postizanje te brzine. To vam daje prosječno ubrzanje. Sada imate sve što vam je potrebno za pronalaženje potiska koji razvija motor jer je, prema Newtonovom drugom zakonu, sila (potisak) = masa • ubrzanje.
Testovi ubrzanja izvedeni na Maseratiju GranTurismo iz 2017. godine potvrđuju da se može ubrzati od 0 do 60 milja na sat (88 stopa u sekundi) za oko 5 sekundi. Podijelivši maksimalnu brzinu u stopama u sekundi s 5 sekundi, dobivamo prosječno ubrzanje od 17,6 stopa / sekundi2. To znači da se motor razvija (130 puževa • 17,6 ft / s2) = 2.288 kilograma potiska pri punom gasu.
Povezivanje konjske snage sa brzinom
Znate snagu konja motora, a sada znate i potisak pa možete izračunati brzinu kojom će se automobil kretati koristeći odnos: Brzina = Snaga / Snaga. Da bismo došli do odgovora, napominjemo da je ta 1 konjska snaga = 550 ft.- lb./s, a motor razvija 454 KS, što je 249.700 ft./lb./s. To dijelimo s potiskom izračunatim u testu ubrzanja. U skladu s tim, Maserati GranTurismo trebao bi moći putovati brzinom od 109 stopa u sekundi ili nešto više od 74 milje na sat dok razvija tu količinu potiska.
Maserati zapravo može putovati brže od 74 milje na sat; automobil je poznat kao jedan od najbržih - ako ne i najbrži - automobila na svijetu. Ipak, neće razviti svoju najveću brzinu dok razvija tu količinu potiska. Brzina i sila su u obrnutom odnosu, pa smanjenje ubrzanja, što smanjuje silu koju motor treba djelovati, povećava brzinu. Ako ste vlasnik Maseratija i želite vidjeti koliko brzo on stvarno ide, budite nježni prema gasu.