Paardenkracht is een krachteenheid en mijlen per uur is een eenheid van snelheid. De natuurkunde vertelt ons dat kracht en snelheid (of snelheid) gerelateerd zijn aan de vergelijking Power = Force • Velocity. Volgens deze relatie is alles wat we moeten weten de kracht die op een lichaam wordt uitgeoefend om te kunnen converteren tussen zijn kracht en de snelheid die het aflegt. Maar dwang, ook wel stuwkracht genoemd, is niet altijd eenvoudig vast te stellen. Een manier om dit te doen is om de massa van het object te meten, een versnellingstest uit te voeren en de tweede wet van Newton toe te passen.

Wat is paardenkracht?

De term 'paardenkracht' is geïntroduceerd door James Watt, een vroege ontwikkelaar van de stoommachine. Hij bedacht de term om de kracht van een machine te meten, of de hoeveelheid werk die hij in een bepaalde hoeveelheid tijd kon doen. In de fysica is werk de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​object een bepaalde afstand te verplaatsen. Gebaseerd op zijn observatie van paarden, definieerde Watt één pk als 33.000 foot-pounds /minute, of 550 foot-pounds /seconde. In het metrische systeem is de eenheid van vermogen de watt, die is vernoemd naar Watt, en 1 pk is gelijk aan 746 watt of 0,746 kilowatt.

Kracht meten

U bent mogelijk geïnteresseerd in hoe snel een auto met een motor die een bepaald aantal paardenkrachten ontwikkelt, kan gaan, maar je kunt de relatie tussen kracht en snelheid alleen per geval bepalen. Dat komt omdat de waarde voor kracht die je nodig hebt om in te pluggen in de vergelijking over vermogen en snelheid, afhankelijk is van het gewicht van de auto en van hoe snel de auto accelereert. Dit zijn variabelen. Laten we ter illustratie een voorbeeld geven met een Maserati GranTurismo-coupe 2017, die een leeggewicht van 4.145 lbs heeft. en een V8-motor die 454 pk ontwikkelt.

Om kracht - of stuwkracht te meten - moet je eerst de massa van de auto vinden. Als je het weegt, krijg je niet de massa, maar het gewicht, de massa vermenigvuldigd met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht, die 32 /feet /seconde ^{2 is. Als u het gewicht in ponden meet, deelt u dat aantal met 32 ​​voet /seconde 2 om de massa in eenheden te krijgen die naaktslakken worden genoemd. De massa van onze Maserati is ongeveer 130 naaktslakken.}

Nu is het tijd om een ​​acceleratietest uit te voeren om te zien hoe lang het duurt voordat de auto vanuit stilstand een snelheid van 60 mijl per uur bereikt. Zet die eindsnelheid om naar feet /second en deel die in tegen de tijd die nodig was om die snelheid te bereiken. Dat geeft je de gemiddelde versnelling. Nu heb je alles wat je nodig hebt om de stuwkracht te vinden die door de motor is ontwikkeld, omdat, volgens de tweede wet van Newton, Force (Thrust) = Massa • Acceleratie.

Acceleratietests die zijn uitgevoerd op de 2017 Maserati GranTurismo bevestigen dat het kan versnellen van 0 tot 60 mijl per uur (88 voet per seconde) in ongeveer 5 seconden. Door de maximale snelheid in feet per seconde te delen met 5 seconden, krijgen we een gemiddelde versnelling van 17,6 feet /seconde ^{2. Dat betekent dat de motor zich ontwikkelt (130 slugs • 17.6 ft /s 2) = 2.288 pond stuwkracht op volgas.}

Relevantie over paardenkracht met snelheid

U kent de paardenkrachtclassificatie van de motor, en nu ken je de stuwkracht, zodat je de snelheid kunt berekenen die de auto zal afleggen met behulp van de relatie: Snelheid = Kracht /Kracht. Om tot een antwoord te komen, merken we op dat die 1 Horsepower = 550 ft.-lb./s is, en de motor 454 HP ontwikkelt, wat 249.700 ft.-lb./s is. We verdelen dat door de stuwkracht berekend in de versnellingstest. Dienovereenkomstig zou de Maserati GranTurismo in staat moeten zijn om te reizen met een snelheid van 109 voet /seconde, of iets meer dan 74 mijl per uur terwijl die hoeveelheid stuwkracht wordt ontwikkeld.

Een Maserati kan feitelijk sneller reizen dan 74 mijl per uur uur; de auto staat bekend als een van de snelste - zo niet de snelste - auto's ter wereld. Hij zal zijn topsnelheid echter niet ontwikkelen terwijl hij die hoeveelheid stuwkracht ontwikkelt. Snelheid en kracht staan ​​in een omgekeerde relatie, dus het verminderen van de versnelling, die de kracht die de motor moet uitoefenen, vermindert, verhoogt de snelheid. Als je een Maserati bezit en je wilt zien hoe snel hij echt gaat, wees dan voorzichtig met het gaspedaal.