Кінська сила - це одиниця потужності, а милі на годину - одиниця швидкості. Фізика говорить нам, що потужність і швидкість (або швидкість) пов’язані рівнянням Потужність = Сила • Швидкість. Відповідно до цього співвідношення, все, що нам потрібно знати, це сила, що діє на тіло, щоб воно могло перетворювати між його силою та швидкістю, яку воно рухає. Однак силу, також відому як тяга, не завжди легко визначити. Один із способів це зробити - виміряти масу об’єкта, провести тест на прискорення та застосувати Другий закон Ньютона.
Що таке кінська сила?
Термін "кінські сили" ввів Джеймс Ватт, ранній розробник парової машини. Він ввів цей термін, щоб виміряти потужність машини або обсяг роботи, яку вона змогла виконати за певний проміжок часу. У фізиці робота - це сила сили, необхідна для переміщення предмета на певну відстань. На основі спостережень за конями, Ватт визначив одну кінську силу як 33000 фунтів фунтів / хвилину або 550 футів фунтів / секунду. У метричній системі одиницею потужності є ватт, який названий на честь Ватта, а 1 кінська сила дорівнює 746 Вт або 0,746 кіловат.
Вимірювальна сила
Вас може зацікавити, наскільки швидка машина з двигуном, що розвиває певну кількість кінських сил може йти, але ви можете визначити співвідношення між потужністю та швидкістю на a від випадку до випадку. Це тому, що значення сили, яке потрібно підключити до рівняння, що стосується потужності та швидкості, залежить від ваги автомобіля, а також від того, як швидко машина прискорюється. Це змінні. Для ілюстрації наведемо приклад з купе Maserati GranTurismo 2017 року, яка має споряджену вагу 4145 фунтів. і двигун V8, що розвиває 454 кінські сили.
Щоб виміряти силу - або тягу - спочатку потрібно знайти масу автомобіля. Коли ви зважуєте його, ви фактично отримуєте не масу, а вагу, тобто масу, помножену на прискорення завдяки силі тяжіння, яке становить 32 / фути / секунду2. Якщо ви вимірюєте вагу у фунтах, розділіть це число на 32 фути / секунду2 щоб отримати масу в одиницях, які називаються смоги. Маса нашого Maserati - близько 130 слимаків.
Тепер настав час провести тест на прискорення, щоб дізнатись, скільки часу потрібно автомобілю, щоб з місця зупинитися на швидкості 60 миль на годину. Перетворіть цю кінцеву швидкість у фути / секунду і поділіть її на час, необхідний для досягнення цієї швидкості. Це дає вам середнє прискорення. Тепер у вас є все, що вам потрібно, щоб знайти тягу, розвинену двигуном, оскільки, згідно з другим законом Ньютона, сила (тяга) = маса • прискорення.
Тести на прискорення, проведені на Maserati GranTurismo 2017 року, підтверджують, що він може розігнатися від 0 до 60 миль на годину (88 футів в секунду) приблизно за 5 секунд. Розділивши максимальну швидкість у футах на секунду на 5 секунд, ми отримуємо середнє прискорення 17,6 футів / секунду2. Це означає, що двигун розвивається (130 кульок • 17,6 футів / с2) = 2288 фунтів тяги при повному газі.
Відношення кінських сил до швидкості
Ви знаєте потужність двигуна в кінських силах, і тепер ви знаєте тягу, тому ви можете розрахувати швидкість руху автомобіля, використовуючи співвідношення: швидкість = потужність / сила. Щоб отримати відповідь, зауважимо, що 1 кінська сила = 550 фунтів / фунт / с, а двигун розвиває 454 к. С., Що становить 249 700 фунтів / фунт / с. Ми ділимо це на тягу, розраховану в тесті прискорення. Відповідно, Maserati GranTurismo повинен мати можливість їздити зі швидкістю 109 футів / секунду або трохи більше 74 миль на годину, розвиваючи таку кількість тяги.
Maserati насправді може їздити швидше ніж 74 милі на годину; автомобіль відомий як один з найшвидших - якщо не найшвидший - автомобілів у світі. Однак він не буде розвивати свою максимальну швидкість, розвиваючи таку кількість тяги. Швидкість і сила перебувають у зворотному співвідношенні, тому зменшення прискорення, що зменшує силу, яку повинен надавати двигун, збільшує швидкість. Якщо у вас є Maserati, і ви хочете побачити, як швидко він насправді рухається, будьте обережні з дроселем.