Arklio galia yra galios vienetas, o mylios per valandą - greičio vienetas. Fizika sako, kad galia ir greitis (arba greitis) yra susieti lygtimi Galia = Jėga • Greitis. Pagal šį santykį viskas, ką turime žinoti, yra jėga, daroma kūnui, kad jis galėtų paversti savo jėgą ir jo greitį. Tačiau jėgą, dar vadinamą trauka, ne visada lengva nustatyti. Vienas iš būdų tai padaryti yra išmatuoti objekto masę, atlikti pagreičio testą ir pritaikyti antrąjį Niutono dėsnį.
Kas yra arklio galia?
Terminą „arklio galia“ įvedė Jamesas Wattas, ankstyvas garo variklio kūrėjas. Jis sugalvojo terminą matuoti mašinos galią arba darbo kiekį, kurį ji galėjo atlikti per tam tikrą laiką. Fizikoje darbas yra jėgos kiekis, reikalingas objektui perkelti tam tikrą atstumą. Remdamasis žirgų stebėjimu, Wattas vieną arklio galią apibrėžė kaip 33 000 pėdų per minutę arba 550 pėdų per sekundę. Metrinėje sistemoje galios vienetas yra vatas, kuris pavadintas Wato vardu, o 1 arklio galia lygi 746 vatams arba 0,746 kilovatams.
Matavimo jėga
Galbūt jus domina, kaip greitai automobilis su varikliu sukuria tam tikrą kiekį arklio galių, bet santykį tarp galios ir greičio galite nustatyti tik a kiekvienu atveju atskirai. Taip yra todėl, kad jėgos, kurią reikia prijungti prie galios ir greičio lygties, vertė priklauso nuo automobilio svorio ir nuo to, kaip greitai automobilis įsibėgėja. Tai yra kintamieji. Norėdami tai iliustruoti, padarykime pavyzdį su 2017 m. „Maserati GranTurismo“ kupė, kurios svoris yra 4 145 svarai. ir V8 variklis, išvystantis 454 arklio galias.
Norėdami išmatuoti jėgą - arba trauką - pirmiausia turite surasti automobilio masę. Kai pasveriate, iš tikrųjų gaunate ne masę, o svorį, kuris yra masė, padauginta iš pagreičio dėl sunkio jėgos, kuris yra 32 / pėdos / sekundė2. Jei matuojate svorį svarais, padalykite tą skaičių iš 32 pėdų per sekundę2 gauti masę vienetais, vadinamais šliužais. Mūsų „Maserati“ masė yra apie 130 šliužų.
Dabar atėjo laikas atlikti pagreičio testą, kad sužinotumėte, per kiek laiko automobilis pasiekia 60 mylių per valandą greitį iš vietos. Konvertuokite tą galutinį greitį į pėdas per sekundę ir padalykite jį iš laiko, kurio prireikė tam greičiui pasiekti. Tai suteikia jums vidutinį pagreitį. Dabar jūs turite viską, ko reikia, kad surastumėte variklio sukurtą trauką, nes pagal antrąjį Niutono dėsnį jėga (trauka) = masė • pagreitis.
2017 m. „Maserati GranTurismo“ atlikti pagreičio testai patvirtina, kad jis gali įsibėgėti nuo 0 iki 60 mylių per valandą (88 pėdos per sekundę) per maždaug 5 sekundes. Padalinus maksimalų greitį pėdomis per sekundę 5 sekundėmis, gauname vidutinį pagreitį 17,6 pėdos per sekundę2. Tai reiškia, kad variklis vystosi (130 šliužų • 17,6 pėdos / s2) = 2 288 svarai traukos, veikiant visu greičiu.
Arklio galios ir greičio susiejimas
Jūs žinote variklio galingumą ir dabar žinote trauką, todėl galite apskaičiuoti automobilio važiavimo greitį naudodami santykį: greitis = galia / jėga. Kad gautume atsakymą, pažymime, kad 1 arklio galia = 550 pėdų-svarų / s, o variklis išvysto 454 AG, o tai yra 249 700 pėdų-svarų / s. Mes tą padalijame iš tempimo, apskaičiuoto pagreičio bandyme. Atitinkamai „Maserati GranTurismo“ turėtų sugebėti važiuoti 109 pėdų per sekundę greičiu arba šiek tiek daugiau nei 74 mylių per valandą greičiu, tuo pačiu išvystant tokią traukos jėgą.
„Maserati“ iš tikrųjų gali nuvažiuoti greičiau nei 74 mylių per valandą; automobilis yra žinomas kaip vienas greičiausių - jei ne greičiausių - automobilių pasaulyje. Tačiau jis neišplėtos savo didžiausio greičio, tuo pačiu išvystydamas tokį traukos kiekį. Greitis ir jėga yra atvirkštiniai, todėl sumažinus pagreitį, kuris sumažina varikliui reikalingą jėgą, padidėja greitis. Jei turite „Maserati“ ir norite sužinoti, kaip greitai jis iš tikrųjų vyksta, būkite švelnus droseliui.