כוח סוס הוא יחידת כוח, וקילומטרים לשעה היא יחידת מהירות. הפיזיקה אומרת לנו שכוח ומהירות (או מהירות) קשורים על ידי המשוואה כוח = כוח • מהירות. על פי מערכת יחסים זו, כל שעלינו לדעת הוא הכוח המופעל על גוף כדי להיות מסוגל להמיר בין כוחו למהירות שהוא נע. עם זאת, לא תמיד קל לקבוע כוח, המכונה גם דחף. אחת הדרכים לעשות זאת היא למדוד את מסת האובייקט, לעשות בדיקת תאוצה וליישם את החוק השני של ניוטון.
מה זה כוח סוס?
המונח "כוחות סוס" הוצג על ידי ג'יימס וואט, מפתח מוקדם של מנוע הקיטור. הוא טבע את המונח למדידת כוחה של מכונה, או את כמות העבודה שהיא מסוגלת לבצע בפרק זמן נתון. בפיזיקה עבודה היא כמות הכוח הנדרשת כדי להזיז אובייקט למרחק מסוים. בהתבסס על התצפית שלו על סוסים, וואט הגדיר כוחות סוס אחד כ- 33,000 רגל / דקה, או 550 רגל לשנייה. במערכת המטרית, יחידת הכוח היא הוואט, הנקראת על שם וואט, וכוח סוס אחד שווה ל -746 וואט או 0.746 קילוואט.
מדידת כוח
אתה עשוי להתעניין כמה מהר מכונית עם מנוע שמפתחת כמות מסוימת של כוח סוס יכול ללכת, אבל אתה יכול רק לקבוע את הקשר בין כוח למהירות ב- כל מקרה לגופו. הסיבה לכך היא שערך הכוח שעליך לחבר למשוואה המתייחסת לכוח ולמהירות תלוי במשקל המכונית וכן במהירות שבה המכונית מאיצה. אלה משתנים. לשם המחשה, בואו נעשה דוגמא עם קופה מזראטי GranTurismo לשנת 2017, שמשקל העצמה שלה הוא 4,145 ק"ג. ומנוע V8 המפתח 454 כוחות סוס.
כדי למדוד כוח - או דחף - ראשית עליכם למצוא את מסת המכונית. כשאתה שוקל את זה, אתה לא ממש מקבל את המסה, אלא את המשקל שהוא המסה המוכפלת בתאוצה עקב כוח המשיכה, שהיא 32 / רגל / שנייה2. אם אתה מודד את המשקל בקילוגרמים, חלק את המספר הזה ב 32 מטר לשנייה2 כדי לקבל את המסה ביחידות הנקראות שבלולים. המסה של מזראטי שלנו היא כ -130 שבלולים.
עכשיו הגיע הזמן לעשות בדיקת תאוצה כדי למצוא כמה זמן לוקח לרכב להגיע במהירות של 60 מייל לשעה מעמידה. המירו את המהירות הסופית הזו לרגליים / שנייה וחלקו אותה בזמן שלקח להגיע למהירות זו. זה נותן לך את התאוצה הממוצעת. עכשיו יש לך את כל מה שאתה צריך כדי למצוא את הדחף שפותח על ידי המנוע מכיוון שעל פי החוק השני של ניוטון, כוח (דחף) = מסה • תאוצה.
בדיקות האצה שבוצעו במזראטי GranTurismo 2017 מאשרות כי היא יכולה להאיץ בין 0 ל -60 מייל לשעה תוך כ -5 שניות. מחלקים את המהירות המקסימלית ברגל לשנייה ב -5 שניות, אנו מקבלים תאוצה ממוצעת של 17.6 רגל לשנייה2. כלומר המנוע מתפתח (130 שבלולים • 17.6 רגל לשנייה2) = 2,288 פאונד דחף במלוא המצערת.
התייחסות לכוח הסוס למהירות
אתה יודע את דירוג כוחות הסוס של המנוע, ועכשיו אתה יודע את הדחף, כך שתוכל לחשב את המהירות שהמכונית תעבור באמצעות הקשר: מהירות = כוח / כוח. כדי להגיע לתשובה, נציין כי כוח הסוס 1 = 550 ft.-lb./s, והמנוע מפתח 454 HP, שהם 249,700 ft.-lb./s. אנו מחלקים זאת באמצעות הדחף שחושב במבחן ההאצה. לפיכך, מזראטי GranTurismo אמור להיות מסוגל לנסוע במהירות של 109 מטר לשנייה, או קצת יותר מ- 74 מייל לשעה תוך פיתוח כמות דחף זו.
מזראטי יכול למעשה לנסוע מהר יותר מ -74 מייל לשעה; המכונית ידועה כאחת המכוניות המהירות בעולם - אם לא המהירות ביותר. היא לא תפתח את המהירות הגבוהה ביותר שלה בזמן שהיא מפתחת את כמות הדחף הזו. מהירות וכוח נמצאים ביחס הפוך, ולכן הפחתת התאוצה, המפחיתה את הכוח שהמנוע צריך להפעיל, מגבירה את המהירות. אם אתה הבעלים של מזראטי, ואתה רוצה לראות כמה מהר זה באמת הולך, היה עדין על המצערת.