Zawartość
Moc jest jednostką mocy, a mile na godzinę to jednostka prędkości. Fizyka mówi nam, że moc i prędkość (lub prędkość) są powiązane równaniem Moc = Moc • Prędkość. Zgodnie z tą relacją wszystko, co musimy wiedzieć, to siła wywierana na ciało, aby móc przekształcić się między jego mocą a prędkością, którą podróżuje. Jednak siła, znana również jako ciąg, nie zawsze jest łatwa do ustalenia. Jednym ze sposobów jest zmierzenie masy obiektów, wykonanie testu przyspieszenia i zastosowanie drugiej zasady Newtona.
Co to jest moc?
Termin „moc” został wprowadzony przez Jamesa Watta, wczesnego twórcę silnika parowego. Ukuł ten termin, aby zmierzyć moc maszyny lub ilość pracy, jaką był w stanie wykonać w danym czasie. W fizyce praca to ilość siły potrzebna do przesunięcia obiektu na określoną odległość. Na podstawie obserwacji koni Watt zdefiniował jedną moc na 33 000 funtów szterlingów / minutę lub 550 stóp funtów / sekundę. W systemie metrycznym jednostką mocy jest wat, który jest nazwany na cześć Wata, a 1 moc jest równa 746 watów lub 0,746 kilowatów.
Siła pomiarowa
Możesz być zainteresowany tym, jak szybko może jechać samochód z silnikiem, który rozwija pewną moc, ale możesz określić zależność między mocą i prędkością na podstawie indywidualnych przypadków. Jest tak, ponieważ wartość siły, którą należy podłączyć do równania dotyczącego mocy i prędkości, zależy od masy samochodu, a także od prędkości przyspieszenia samochodu. To są zmienne. Aby to zilustrować, zróbmy przykład z coupe Maserati GranTurismo 2017, która ma masę własną wynoszącą 4145 funtów. oraz silnik V8 o mocy 454 koni mechanicznych.
Aby zmierzyć siłę - lub siłę ciągu - najpierw musisz znaleźć masę samochodu. Podczas ważenia tak naprawdę nie otrzymujesz masy, ale ciężar, który jest masą pomnożoną przez przyspieszenie ziemskie, które wynosi 32 / stopy / sekundę2. Jeśli mierzysz wagę w funtach, podziel tę liczbę przez 32 stopy / sekundę2 aby uzyskać masę w jednostkach zwanych ślimakami. Masa naszego Maserati wynosi około 130 ślimaków.
Teraz nadszedł czas, aby wykonać test przyspieszenia, aby dowiedzieć się, ile czasu potrzeba, aby samochód osiągnął prędkość 60 mil na godzinę od zatrzymania. Przelicz końcową prędkość na stopy / sekundę i podziel ją przez czas potrzebny do osiągnięcia tej prędkości. To daje średnie przyspieszenie. Teraz masz wszystko, czego potrzebujesz, aby znaleźć ciąg rozwinięty przez silnik, ponieważ zgodnie z drugim prawem Newtona siła (ciąg) = masa • Przyspieszenie.
Testy przyspieszenia przeprowadzone na Maserati GranTurismo 2017 potwierdzają, że może on przyspieszyć od 0 do 60 mil na godzinę (88 stóp na sekundę) w około 5 sekund. Dzieląc maksymalną prędkość w stopach na sekundę przez 5 sekund, otrzymujemy średnie przyspieszenie 17,6 stóp / sekundę2. Oznacza to, że silnik się rozwija (130 ślimaków • 17,6 ft / s2) = 2288 funtów ciągu przy pełnym otwarciu przepustnicy.
Powiązanie mocy z prędkością
Znasz moc silnika, a teraz znasz siłę ciągu, dzięki czemu możesz obliczyć prędkość, jaką samochód będzie podróżował, stosując zależność: prędkość = moc / siła. Aby dojść do odpowiedzi, zauważamy, że 1 Moc = 550 ft.-lb./s, a silnik rozwija 454 KM, czyli 249,700 ft.-lb./s. Dzielimy to przez ciąg obliczony w teście przyspieszenia. W związku z tym Maserati GranTurismo powinien być w stanie podróżować z prędkością 109 stóp / sekundę lub nieco ponad 74 mil na godzinę, jednocześnie rozwijając siłę ciągu.
Maserati może podróżować szybciej niż 74 mil na godzinę; samochód jest znany jako jeden z najszybszych - jeśli nie najszybszy - samochodów na świecie. Jednak nie rozwija maksymalnej prędkości, jednocześnie rozwijając siłę ciągu. Prędkość i siła są odwrotnie proporcjonalne, więc zmniejszenie przyspieszenia, które zmniejsza siłę, którą musi wywierać silnik, zwiększa prędkość. Jeśli posiadasz Maserati i chcesz zobaczyć, jak szybko to naprawdę idzie, bądź ostrożny na przepustnicy.