Il cavallo è un'unità di forza e le miglia all'ora sono un'unità di velocità. La fisica ci dice che potenza e velocità (o velocità) sono correlate dall'equazione Potenza = Forza • Velocità. Secondo questa relazione, tutto ciò che dobbiamo sapere è la forza esercitata su un corpo per essere in grado di convertire tra la sua potenza e la velocità che percorre. Tuttavia, la forza, nota anche come spinta, non è sempre facile da determinare. Un modo per farlo è misurare la massa dell'oggetto, fare un test di accelerazione e applicare la seconda legge di Newton.
What Is Horsepower?
Il termine "potenza" è stato introdotto da James Watt, un primo sviluppatore del motore a vapore. Ha coniato il termine per misurare la potenza di una macchina, o la quantità di lavoro che era in grado di fare in un dato periodo di tempo. In fisica, il lavoro è la quantità di forza richiesta per spostare un oggetto di una certa distanza. Sulla base della sua osservazione dei cavalli, Watt ha definito un cavallo vapore come 33.000 piedi per libbra /minuto o 550 piedi per libbra /secondo. Nel sistema metrico, l'unità di potenza è il watt, che prende il nome da Watt, e 1 cavallo è pari a 746 watt o 0,746 kilowatt.
Measuring Force
Potresti essere interessato a quanto può essere veloce un'auto con un motore che sviluppa una certa quantità di potenza, ma è possibile determinare la relazione tra potenza e velocità caso per caso. Questo perché il valore per la forza che è necessario collegare all'equazione relativa alla potenza e alla velocità dipende dal peso dell'auto e dalla velocità con cui l'auto accelera. Queste sono variabili. Per illustrare, facciamo un esempio con una coupé Maserati GranTurismo 2017, che ha un peso a vuoto di 4.145 libbre. e un motore V8 che sviluppa 454 cavalli.
Per misurare la forza - o la spinta - devi prima trovare la massa della macchina. Quando lo pesate, in realtà non si ottiene la massa, ma il peso, che è la massa moltiplicata per l'accelerazione dovuta alla gravità, che è 32 /piedi /secondo 2. Se si misura il peso in libbre, dividere quel numero per 32 piedi /secondo 2 per ottenere la massa in unità chiamate lumache. La massa della nostra Maserati è di circa 130 lumache. Ora è il momento di fare un test di accelerazione per scoprire quanto tempo impiega l'auto a raggiungere una velocità di 60 miglia all'ora da un punto morto. Converti quella velocità finale in piedi /secondo e dividerla per il tempo impiegato per raggiungere quella velocità. Questo ti dà l'accelerazione media. Ora hai tutto quello che ti serve per trovare la spinta sviluppata dal motore perché, secondo la seconda legge di Newton, Force (Thrust) = Mass • Acceleration. I test di accelerazione eseguiti sulla Maserati GranTurismo 2017 confermano che può accelerare da 0 a 60 miglia all'ora (88 piedi al secondo) in circa 5 secondi. Dividendo la velocità massima in piedi al secondo di 5 secondi, otteniamo un'accelerazione media di 17,6 piedi /secondo 2. Ciò significa che il motore si sviluppa (130 proiettili • 17,6 piedi /s 2) = 2.288 libbre di spinta a pieno regime. Collegamento del motore alla velocità Conoscete il punteggio di potenza del motore motore, e ora conosci la spinta, in modo da poter calcolare la velocità che l'auto viaggerà utilizzando la relazione: Velocità = Potenza /Forza. Per arrivare a una risposta, notiamo che 1 Horsepower = 550 ft.-lb./s, e il motore sviluppa 454 HP, ovvero 249.700 ft.-lb./s. Lo dividiamo per la spinta calcolata nel test di accelerazione. Di conseguenza, la Maserati GranTurismo dovrebbe essere in grado di viaggiare a una velocità di 109 piedi /secondo, o poco più di 74 miglia all'ora mentre si sviluppa quella quantità di spinta. Una Maserati può effettivamente viaggiare più veloce di 74 miglia a ora; l'auto è conosciuta come una delle più veloci - se non le più veloci - auto al mondo. Tuttavia, non svilupperà la sua velocità massima sviluppando quella quantità di spinta. La velocità e la forza sono in una relazione inversa, quindi riducendo l'accelerazione, che riduce la forza che il motore deve esercitare, aumenta la velocità. Se possiedi una Maserati e vuoi vedere quanto velocemente vada, sii gentile con l'acceleratore.
