Sisu
Hobujõud on jõuühik ja miil tunnis on kiiruse ühik. Füüsika ütleb meile, et jõud ja kiirus (või kiirus) on seotud võrrandiga Võim = Jõud • Kiirus. Selle suhte kohaselt on kõik, mida me peame teadma, kehale rakendatav jõud, et oleks võimalik muundada oma jõu ja kiiruse vahel, mida ta liigutab. Kuid jõudu, mida nimetatakse ka tõukejõuks, pole alati kerge kindlaks teha. Üks viis selleks on mõõta objektide mass, teha kiirenduskatse ja rakendada Newtoni teist seadust.
Mis on hobujõud?
Mõiste "hobujõud" võttis kasutusele aurumasina varajane arendaja James Watt. Ta lõi termini, millega mõõta masina võimsust või tööd, mida see oli ette nähtud aja jooksul võimeline tegema. Füüsikas on töö jõud, mis on vajalik objekti liikumiseks teatud kaugusel. Hobuste vaatluste põhjal määratles Watt ühe hobujõu väärtuseks 33 000 jalga naela minutis või 550 jalga naela sekundis. Mõõdikusüsteemis on võimsuse ühikuks vatti, mis kannab nime Watt, ja 1 hobujõud võrdub 746 vatti või 0,746 kilovatti.
Jõu mõõtmine
Teid võiks huvitada, kui kiiresti suudab minna teatud hobujõudu arendava mootoriga auto, kuid jõu ja kiiruse suhte saate kindlaks teha ainult igal üksikjuhul eraldi. See on sellepärast, et jõu väärtus, mis peate ühendama võimsuse ja kiiruse võrrandisse, sõltub auto kaalust ja ka sellest, kui kiiresti auto kiireneb. Need on muutujad. Näitlikustamiseks toome näite 2017. aasta Maserati GranTurismo kupeega, mille tühimass on 4 145 naela. ja V8 mootor, mis arendab 454 hobujõudu.
Jõu või tõukejõu mõõtmiseks tuleb kõigepealt leida auto mass. Kaalumisel ei saa te tegelikult massi, vaid massi, mis on mass, mis korrutatakse gravitatsiooni kiirendusega, mis on 32 jalga sekundis2. Kui mõõdate kaalu kilodes, jagage see arv 32 jala / sekundiga2 et saada mass ühikuteks, mida nimetatakse nälkjateks. Meie Maserati mass on umbes 130 nälkjat.
Nüüd on aeg teha kiirendustesti, et teada saada, kui kaua kulub auto seismajäämise kiiruse 60 miili tunnis saavutamiseks. Teisendage see lõplik kiirus jalgades sekundis ja jagage see kiiruse saavutamiseks kulunud ajaga. See annab teile keskmise kiirenduse. Nüüd on teil kõik, mida vajate mootori väljatöötatud tõukejõu leidmiseks, sest vastavalt Newtoni teisele seadusele on jõud (tõukejõud) = mass • kiirendus.
2017. aasta Maserati GranTurismoga tehtud kiirendustestid kinnitavad, et see võib kiirendada 0–60 miili tunnis (88 jalga sekundis) umbes 5 sekundiga. Jagades maksimaalse kiiruse jalgades sekundis 5 sekundiga, saame keskmise kiirenduse 17,6 jalga sekundis2. See tähendab, et mootor areneb (130 nälkjat • 17,6 jalga / s)2) = 2288 naela tõukejõud täiskäigul.
Hobujõu seos kiirusega
Teate mootori võimsust hobujõul ja nüüd teate tõukejõudu, nii et saate arvutada suhte, mille abil auto sõidab, kiirus: Kiirus = võimsus / jõud. Vastuse leidmiseks peame teadma, et 1 hobujõud = 550 jalga-naela / s ja mootor arendab 454 hobujõudu, mis on 249 700 jalga-nael / s. Jagame selle kiirenduskatses arvutatud tõukejõuga. Sellest lähtuvalt peaks Maserati GranTurismo suutma liikuda kiirusega 109 jalga sekundis ehk pisut üle 74 miili tunnis, arendades samal ajal seda tõukejõudu.
Maserati suudab tegelikult sõita kiiremini kui 74 miili tunnis; auto on tuntud kui üks kiireimaid - kui mitte kõige kiiremaid - autosid maailmas. See ei arenda siiski oma tippkiirust, arendades samas seda tõukejõudu. Kiirus ja jõud on pöördvõrdelises seoses, nii et kiirenduse vähendamine, mis vähendab jõudu, mida mootor peab avaldama, suurendab kiirust. Kui teil on Maserati ja soovite näha, kui kiiresti see tegelikult läheb, olge gaasihoovaga ettevaatlik.