Зміст
Кінські сили - це одиниця сили, а милі на годину - одиниця швидкості. Фізика говорить нам, що потужність і швидкість (або швидкість) пов'язані рівнянням Потужність = Сила • Швидкість. Відповідно до цього взаємозв'язку, все, що нам потрібно знати, - це сила, яка чиниться на тіло, щоб воно могло перетворюватись між його силою та швидкістю, яку вона рухає. Однак силу, також відому як тяга, визначити не завжди легко. Один із способів зробити це - виміряти масу об'єктів, зробити тест прискорення та застосувати другий закон Ньютона.
Що таке Кінська сила?
Термін «кінські сили» ввів Джеймс Ватт, ранній розробник парової машини. Він ввів термін для вимірювання потужності машини або кількості роботи, яку він міг виконати за певний час. У фізиці робота - це величина сили, необхідна для переміщення предмета на певну відстань. Спираючись на спостереження за конями, Ватт визначав одну кінську силу як 33 000 фунтів / хвилину, або 550 фунтів / фунт / секунду. У метричній системі одиницею потужності є ватт, який названий на честь Ватта, а 1 кінських сил дорівнює 746 Вт або 0,746 кіловат.
Вимірювальна сила
Вас може зацікавити, наскільки швидко може проїхати машина з двигуном, який розвиває певну кількість кінських сил, але ви можете визначити залежність між потужністю та швидкістю лише у кожному конкретному випадку. Це тому, що значення сили, яке потрібно підключити до рівняння, що стосується потужності та швидкості, залежить від ваги автомобіля, а також від того, наскільки швидко прискорюється машина. Це змінні. Для ілюстрації, давайте зробимо приклад з купе Maserati GranTurismo 2017, вага якого в 1445 фунтів. і двигун V8, який розвиває 454 кінські сили.
Для вимірювання сили - або тяги - спочатку потрібно знайти масу автомобіля. Коли ви зважуєте її, ви насправді не отримуєте масу, але вага, яка є масою, помноженою на прискорення за рахунок сили тяжіння, що становить 32 фути / секунду2. Якщо ви вимірюєте вагу в фунтах, розділіть це число на 32 фути / секунду2 щоб отримати масу в одиницях, що називаються слимаками. Маса нашого Maserati - близько 130 слимаків.
Тепер прийшов час зробити тест на прискорення, щоб знайти, скільки часу потрібно автомобілю, щоб досягти швидкості 60 миль на годину від простою. Перетворіть цю кінцеву швидкість на ноги / секунду і поділіть її на час, необхідний для досягнення цієї швидкості. Це дає середнє прискорення. Тепер у вас є все необхідне, щоб знайти тягу, розвинуту двигуном, оскільки, згідно з другим законом Ньютона, сила (тяга) = маса • прискорення.
Тести на прискорення, проведені на Maserati GranTurismo 2017, підтверджують, що він може розігнатися від 0 до 60 миль на годину (88 футів в секунду) за 5 секунд. Розділивши максимальну швидкість в футах на секунду на 5 секунд, ми отримуємо середнє прискорення 17,6 футів / секунду2. Це означає, що двигун розвивається (130 шлаків • 17,6 футів / с2) = 2288 фунтів тяги при повному гасі.
Відношення кінських сил до швидкості
Ви знаєте рейтинг кінських сил двигуна, і тепер ви знаєте тягу, тому ви можете розрахувати швидкість руху автомобіля, використовуючи співвідношення: Швидкість = Потужність / Сила. Щоб дійти відповіді, зауважимо, що 1 кінська потужність = 550 фут. Фунт / с, а двигун розвиває 454 к.с., що становить 249 700 фут. Фунт. / С. Ми ділимо це на тягу, обчислену в тесті на прискорення. Відповідно, Maserati GranTurismo повинен мати можливість подорожувати зі швидкістю 109 футів / секунду, або трохи більше 74 миль на годину, розвиваючи таку кількість тяги.
Maserati насправді може подорожувати швидше 74 миль на годину; автомобіль відомий як один із найшвидших - якщо не найшвидший - автомобілів у світі. Хоча він не буде розвивати свою максимальну швидкість, одночасно розвиваючи таку кількість тяги. Швидкість і сила знаходяться в зворотному співвідношенні, тому зменшення прискорення, що зменшує силу, яку двигун повинен чинити, збільшує швидкість. Якщо ви є власником Maserati, і хочете побачити, наскільки це швидко йде насправді, будьте обережні до дросельної заслінки.