Puterea este o unitate de putere, iar mile pe oră este o unitate de viteză. Fizica ne spune că puterea și viteza (sau viteza) sunt legate de ecuația Puterea = Forța • Viteza. Conform acestei relații, tot ce trebuie să știm este forța exercitată asupra unui corp pentru a putea converti între puterea sa și viteza pe care o parcurge. Cu toate acestea, forța, cunoscută și sub numele de tracțiune, nu este întotdeauna ușor de determinat. O modalitate de a face acest lucru este de a măsura masa obiectului, de a face un test de accelerație și de a aplica a doua lege a lui Newton.
Ce este puterea de cai?
Termenul „putere” a fost introdus de James Watt, un dezvoltator timpuriu al motorului cu aburi. El a inventat termenul pentru a măsura puterea unei mașini sau cantitatea de muncă pe care era capabilă să o facă într-un anumit timp. În fizică, munca este cantitatea de forță necesară pentru a muta un obiect la o anumită distanță. Pe baza observației sale asupra cailor, Watt a definit o putere ca 33.000 de lire sterline / minut, sau 550 de lire sterline / secundă. În sistemul metric, unitatea de putere este wattul, care poartă numele de watt, iar 1 cai putere este egal cu 746 wați sau 0,746 kilowați.
Forța de măsurare
S-ar putea să vă intereseze cât de repede este o mașină cu un motor care dezvoltă o anumită cantitate de puterea de cai poate merge, dar puteți determina doar relația dintre putere și viteză pe un de la caz la caz. Acest lucru se datorează faptului că valoarea forței pe care trebuie să o conectați la ecuația referitoare la putere și viteză depinde de greutatea mașinii, precum și de cât de repede accelerează mașina. Acestea sunt variabile. Pentru a ilustra, să facem un exemplu cu un coupe Maserati GranTurismo 2017, care are o greutate de bord de 4.145 lbs. și un motor V8 care dezvoltă 454 de cai putere.
Pentru a măsura forța - sau împingerea - trebuie mai întâi să găsiți masa mașinii. Când îl cântăriți, nu obțineți de fapt masa, ci greutatea, care este masa înmulțită cu accelerația datorată gravitației, care este de 32 / picioare / secundă2. Dacă măsurați greutatea în kilograme, împărțiți numărul respectiv la 32 de picioare / secundă2 pentru a obține masa în unități numite melci. Masa Maserati este de aproximativ 130 de melci.
Acum este timpul să faceți un test de accelerație pentru a afla cât durează mașina pentru a ajunge la o viteză de 60 mile pe oră de la un punct mort. Convertiți acea viteză finală în picioare / secundă și împărțiți-o la timpul necesar pentru a atinge acea viteză. Aceasta vă oferă o accelerație medie. Acum aveți tot ce aveți nevoie pentru a găsi forța dezvoltată de motor, deoarece, conform celei de-a doua legi a lui Newton, Forța (Forța) = Masa • Accelerarea.
Testele de accelerare efectuate pe Maserati GranTurismo 2017 confirmă faptul că poate accelera de la 0 la 60 mile pe oră (88 picioare pe secundă) în aproximativ 5 secunde. Împărțind viteza maximă în picioare pe secundă cu 5 secunde, obținem o accelerație medie de 17,6 picioare / secundă2. Asta înseamnă că motorul se dezvoltă (130 melci • 17,6 ft / s2) = 2.288 de kilograme de forță la accelerație maximă.
Corelarea puterii cu viteza
Știți puterea motorului și acum știți tracțiunea, astfel încât să puteți calcula viteza pe care o va parcurge mașina folosind relația: Viteză = Putere / Forță. Pentru a ajunge la un răspuns, observăm că acea putere de 1 CP = 550 ft.-lb./s, iar motorul dezvoltă 454 CP, adică 249.700 ft.-lb./s. Împărțim asta la forța calculată în testul de accelerație. În consecință, Maserati GranTurismo ar trebui să poată călători cu o viteză de 109 picioare / secundă sau puțin peste 74 mile pe oră în timp ce dezvoltă acea cantitate de forță.
Un Maserati poate călători de fapt mai repede decât 74 mile pe oră; mașina este cunoscută ca una dintre cele mai rapide - dacă nu chiar cele mai rapide - mașini din lume. Totuși, nu își va dezvolta viteza maximă în timp ce dezvoltă acea cantitate de forță. Viteza și forța se află într-o relație inversă, deci reducerea accelerației, care reduce forța de care are nevoie motorul, crește viteza. Dacă deții un Maserati și vrei să vezi cât de repede merge cu adevărat, fii blând cu accelerația.