תוֹכֶן
כוח סוס הוא יחידת כוח, ומיילים לשעה הם יחידת מהירות. הפיזיקה אומרת לנו כי כוח ומהירות (או מהירות) קשורים למשוואה כוח = כוח • מהירות. על פי קשר זה, כל מה שאנחנו צריכים לדעת הוא הכוח המופעל על גוף כדי להיות מסוגל להמיר בין כוחו למהירות שהוא נוסע. עם זאת, כוח, המכונה גם דחף, לא תמיד קל לקבוע. אחת הדרכים לעשות זאת היא למדוד את מסת האובייקטים, לעשות בדיקת תאוצה ולהחיל את החוק השני של ניוטון.
מהו כוח סוס?
המונח "כוח 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 הייתה מסוגלת לבצע בפרק זמן נתון. בפיזיקה העבודה היא כמות הכוח הנדרשת בכדי להזיז עצם למרחק מסוים. בהתבסס על תצפיתו על סוסים, וואט הגדיר כוח סוס אחד כ- 33,000 ק"ג לדקה, או 550 ק"ג לשנייה. במערכת המטרית, יחידת הכוח היא הוואט, הקרוי על שמו ואט, וכוח סוס 1 שווה ל 746 וואט או 0.746 קילו וואט.
כוח מדידה
אתה עשוי להתעניין כמה מהר יכול להגיע מכונית עם מנוע שמפתח כמות מסוימת של כוחות סוס, אבל אתה יכול רק לקבוע את הקשר בין כוח למהירות בכל מקרה לגופו. זה מכיוון שערך הכוח שאתה צריך לחבר למשוואה הנוגעת לעוצמה ומהירות תלוי במשקל המכונית כמו גם בכמה מהר המכונית מאיצה. אלה משתנים. לשם המחשה, בואו נעשה דוגמא עם קופון GranTurismo Grantaurismo לשנת 2017, עם משקל שפת המדרכה של 4,145 פאונד. ומנוע V8 שמפתח 454 כוחות סוס.
כדי למדוד כוח - או דחף - תחילה עליך למצוא את מסת המכונית. כשאתה שוקל אותו אתה לא ממש משיג את המסה, אבל המשקל, שהוא המסה כפול בתאוצה בגלל כוח הכבידה, שהוא 32 / רגל / שנייה2. אם אתה מודד את המשקל בקילוגרמים, חלק את המספר הזה ב 32 רגל / שנייה2 להשיג את המסה ביחידות שנקראות שבלולים. המסה של מזראטי שלנו היא בערך 130 שבלולים.
עכשיו הגיע הזמן לעשות בדיקת תאוצה כדי לגלות כמה זמן לוקח לרכב להגיע למהירות של 60 מיילים לשעה ממצב. המירו את המהירות הסופית לרגליים / שנייה וחלקו אותה לפי הזמן שלקח להשיג מהירות זו. זה נותן לך את ההאצה הממוצעת. עכשיו יש לך את כל מה שאתה צריך כדי למצוא את הדחף שפותח על ידי המנוע מכיוון שעל פי החוק בניוטון השני, כוח (דחף) = המסה • תאוצה.
בדיקות האצה שבוצעו ב- Maserati GranTurismo לשנת 2017 מאשרות כי היא יכולה להאיץ מ -0 ל -60 מיילים לשעה (88 רגל לשנייה) בתוך כחמש שניות. כאשר אנו מחלקים את המהירות המרבית ברגליים בשנייה בחמש שניות, אנו מקבלים תאוצה ממוצעת של 17.6 רגל / שנייה2. המשמעות היא שהמנוע מתפתח (130 שבלולים • 17.6 רגל / שניות2) = 2,288 קילוגרם של דחף במצערת מלאה.
קשירת כוח סוס למהירות
אתה יודע את דירוג כוח הסוס של המנוע, ועכשיו אתה יודע את הדחף, כך שתוכל לחשב את המהירות שתנוע המכונית באמצעות הקשר: מהירות = כוח / כוח. כדי להגיע לתשובה, נציין כי כוח סוס 1 = 550 ft.lb./s, והמנוע מפתח 454 HP, שהם 249,700 ft.lb./s. אנו מחלקים את זה לפי הדחף המחושב במבחן ההאצה. בהתאם לכך, ה- Maserati GranTurismo אמור להיות מסוגל לנסוע במהירות של 109 רגל / שנייה, או קצת יותר מ -74 מייל לשעה תוך כדי פיתוח כמות דחיפה כזו.
מזראטי יכול למעשה לנסוע מהר יותר מ 74 מיילים לשעה; המכונית ידועה כאחת המכוניות המהירות ביותר - אם לא המהירות ביותר בעולם. עם זאת, הוא לא יפתח את המהירות הגבוהה ביותר תוך פיתוח כמות דחיפה כזו. המהירות והכוח נמצאים בקשר הפוך, ולכן הפחתת התאוצה, מה שמקטין את הכוח שהמנוע צריך להפעיל מגדיל את המהירות. אם אתה הבעלים של מזראטי, ואתה רוצה לראות כמה מהר זה באמת הולך, היה עדין על המצערת.