ცხენის ძალა არის ერთეული, ხოლო მილი საათში არის სიჩქარე. ფიზიკა გვეუბნება, რომ ძალა და სიჩქარე (ან სიჩქარე) უკავშირდება განტოლებას სიმძლავრე = ძალა • სიჩქარე. ამ ურთიერთობის თანახმად, მხოლოდ ის უნდა ვიცოდეთ, რომ სხეულზე მოქმედებს ძალა, რომ მან შეძლოს გარდაქმნა მის ძალასა და მის გავლილ სიჩქარეს შორის. ამასთან, ძალის, აგრეთვე ცნობილი, როგორც thrust, დადგენა ყოველთვის ადვილი არ არის. ამის ერთ-ერთი გზაა ობიექტის მასის გაზომვა, დაჩქარების ტესტის გაკეთება და ნიუტონის მეორე კანონის გამოყენება.
რა არის ცხენის ძალა?
ტერმინი "ცხენის ძალა" შემოიღო ჯეიმს უოტმა, ორთქლის ძრავის ადრეულმა შემქმნელმა. მან შექმნა ეს ტერმინი, რომ გაეზომა დანადგარის სიმძლავრე, ან იმ სამუშაოს მოცულობა, რომლის შესრულებაც მას შეეძლო მოცემულ დროში. ფიზიკაში სამუშაო არის ობიექტის გარკვეული მანძილის გადასაადგილებლად საჭირო ძალა. ცხენებზე დაკვირვების საფუძველზე, ვატმა განსაზღვრა ერთი ცხენის ძალა 33000 ფუტი / წუთში, ან 550 ფუტი / წამში. მეტრულ სისტემაში სიმძლავრის ერთეულია ვატი, რომელსაც ვატის სახელი ეწოდება და 1 ცხენის ძალა უდრის 746 ვატს ან 0,746 კილოვატს.
საზომი ძალა
შეიძლება დაგაინტერესოთ რამდენად სწრაფია მანქანა ძრავით, რომელიც ავითარებს გარკვეულ რაოდენობას ცხენის ძალა შეიძლება წავიდეს, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მხოლოდ განსაზღვროთ ურთიერთობა ძალასა და სიჩქარეს შორის ცალკეული შემთხვევები. ეს იმიტომ, რომ ძალის მნიშვნელობა, რომელიც გჭირდებათ სიმძლავრის და სიჩქარის განტოლებაში ჩასართავად, დამოკიდებულია მანქანის წონაზე და ასევე იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად აჩქარებს მანქანა. ეს არის ცვლადები. საილუსტრაციოდ, მოდით მაგალითს მოვიყვანოთ Maserati GranTurismo კუპე, რომლის კორპუსის წონაა 4,145 ფუნტი. და V8 ძრავა, რომელიც ავითარებს 454 ცხენის ძალას.
ძალის ან ბიძგის გასაზომად ჯერ უნდა იპოვოთ მანქანის მასა. როდესაც იწონით, მასა რეალურად არ მიიღებთ, არამედ წონას, რომელიც არის მასა გამრავლებული სიმძიმის გამო აჩქარებაზე, რომელიც არის 32 / ფუტი / წამში2. თუ წონას ფუნტებში გაზომავთ, ეს რიცხვი გაყავით 32 ფუტზე / წამზე2 მიიღოს მასა ერთეულებში, რომელსაც ეწოდება slugs. ჩვენი Maserati– ს მასა დაახლოებით 130 slugs.
ახლა დროა ჩქაროსნული ტესტის გაკეთება, რათა გაირკვეს, თუ რამდენი ხანი სჭირდება მანქანას შეჩერებული ადგილიდან საათში 60 მილი სიჩქარით. გადაიყვანეთ ეს საბოლოო სიჩქარე ფეხზე / წამზე და დაყავით იმ დროისთვის, რაც საჭიროა ამ სიჩქარის მისაღწევად. ეს გაძლევთ საშუალო აჩქარებას. ახლა თქვენ გაქვთ ყველაფერი რაც გჭირდებათ ძრავის მიერ შემუშავებული ბიძგის მოსაძებნად, რადგან ნიუტონის მეორე კანონის თანახმად, ძალა (Thrust) = მასა • აჩქარება.
2017 წლის Maserati GranTurismo– ზე შესრულებული დაჩქარების ტესტები ადასტურებს, რომ მას შეუძლია სიჩქარე 0 – დან 60 მილი / წამში (88 ფუტი წამში) დააჩქაროს დაახლოებით 5 წამში. წამში მაქსიმალური სიჩქარის დაყოფა 5 წამზე, ჩვენ ვიღებთ საშუალო აჩქარებას 17,6 ფუტი / წამში2. ეს ნიშნავს, რომ ძრავა ვითარდება (130 slug • 17,6 ft / s2) = 2,288 გირვანქა სტერლინგი სრული გაზის დროს.
ცხენის ძალის სიჩქარესთან დაკავშირება
თქვენ იცით ძრავის ცხენის სიმძლავრე და ახლა უკვე იცით ძრავა, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ სიჩქარე, რომელიც მანქანაში იმოძრავებს ურთიერთობის გამოყენებით: სიჩქარე = სიმძლავრე / ძალა. პასუხის მისაღებად უნდა აღვნიშნოთ, რომ 1 ცხენის ძალა = 550 ფუტი / წმ და ძრავა ავითარებს 454 ცხ.ძ., რაც 249,700 ფუტი / სთ. ამას ვყოფთ აჩქარების ტესტში გამოთვლილ ბიძგზე. შესაბამისად, Maserati GranTurismo- ს უნდა შეეძლოს 109 ფუტი / წამში სიჩქარე, ან 74 მილიმეტრზე მეტი სიჩქარით საათში ამ რაოდენობის ბიძგის განვითარებისას.
Maserati- ს შეუძლია საათში 74 მილიზე მეტი სიჩქარის გავლა; მანქანა ცნობილია, როგორც მსოფლიოში ერთ – ერთი ყველაზე სწრაფი - თუ არა ყველაზე სწრაფი– მანქანა. ეს არ განავითარებს თავის მაქსიმალურ სიჩქარეს ამ რაოდენობის thrust- ის განვითარების დროს. სიჩქარე და ძალა შებრუნებულ ურთიერთობაშია, ამიტომ აჩქარების შემცირება, რაც ამცირებს ძრავის ძალას, ზრდის სიჩქარეს. თუ მასერატი გეკუთვნით და გსურთ ნახოთ რამდენად სწრაფად მიდის ეს, ნაზი იყავით გაზის მიმართ.