Hästkraften är en kraftenhet och miles per timme är en hastighetsenhet. Fysiken säger att kraft och hastighet (eller hastighet) är relaterade till ekvationen Power \u003d Force • Speed. Enligt detta förhållande är allt vi behöver veta kraften som utövas på en kropp för att kunna konvertera mellan dess kraft och hastigheten den reser. Men kraft, även känd som drivkraft, är inte alltid lätt att avgöra. Ett sätt att göra det är att mäta objektets massa, göra ett accelerationstest och tillämpa Newtons andra lag.
Vad är hästkrafter?

Uttrycket "hästkrafter" infördes av James Watt, en tidig utvecklare av ångmaskinen. Han myntade termen för att mäta kraften hos en maskin, eller hur mycket arbete den kunde göra på en viss tid. I fysik är arbete den mängd kraft som krävs för att förflytta ett objekt ett visst avstånd. Baserat på hans observation av hästar, definierade Watt en hästkraft som 33 000 fot /minut eller 550 fot /sekund. I det metriska systemet är kraftenheten watt, som är uppkallad efter Watt, och 1 hästkrafter är lika med 746 watt eller 0,746 kilowatt.
Mätkraft

Du kanske är intresserad av hur snabbt en bil med en motor som utvecklar en viss mängd hästkrafter kan gå, men du kan bara bestämma förhållandet mellan kraft och hastighet från fall till fall. Det beror på att värdet för kraft som du behöver ansluta till ekvationen relaterad kraft och hastighet beror på bilens vikt och hur snabbt bilen accelererar. Dessa är variabler. För att illustrera, låt oss göra ett exempel med en Maserati GranTurismo-kupé 2017, som har en trottoarkant på 4145 kg. och en V8-motor som utvecklar 454 hästkrafter.

För att mäta kraft - eller drivkraft - måste du först hitta bilens massa. När du väger den får du inte massan, utan vikten, som är massan multiplicerad med accelerationen på grund av tyngdkraften, som är 32 /fot /sekund ^{2. Om du mäter vikten i pund, dela det antalet med 32 fot /sekund 2 för att få massan i enheter som kallas sniglar. Massan på vår Maserati är cirka 130 sniglar.}

Nu är det dags att göra ett accelerationstest för att hitta hur lång tid det tar bilen att nå en hastighet på 60 mil per timme från stillastående. Konvertera den sista hastigheten till fot /sekund och dela den efter den tid det tog för att uppnå den hastigheten. Det ger dig den genomsnittliga accelerationen. Nu har du allt du behöver för att hitta det drivkraft som utvecklats av motorn eftersom, enligt Newtons andra lag, Force (Thrust) \u003d Mass • Acceleration.

Accelerationstest utförda på Maserati GranTurismo 2017 bekräftar att det kan accelerera från 0 till 60 miles per timme (88 fot per sekund) på cirka 5 sekunder. Genom att dela den maximala hastigheten i fot per sekund med 5 sekunder får vi en genomsnittlig acceleration på 17,6 fot /sekund ^{2. Det innebär att motorn utvecklas (130 sniglar • 17,6 ft /s 2) \u003d 2 288 kilo drivkraft vid full gas.
Relatera hästkraften till hastighet}

Du vet motorns hästkraftsklass, och nu känner du drivkraften så att du kan beräkna hastigheten bilen kommer att använda med relationen: hastighet \u003d kraft /kraft. För att komma fram till ett svar noterar vi att den 1 hästkraften \u003d 550 ft.-lb./s, och motorn utvecklar 454 HP, vilket är 249 700 ft.-lb./s. Vi delar det med det tryck som beräknas i accelerationstestet. Följaktligen borde Maserati GranTurismo kunna resa med en hastighet av 109 fot /sekund, eller lite över 74 miles per timme medan han utvecklar den mängden drivkraft.

En Maserati kan faktiskt resa snabbare än 74 miles per timme timme; bilen är känd som en av de snabbaste - om inte de snabbaste - bilarna i världen. Den kommer dock inte att utveckla sin toppfart medan den utvecklar den mängden drivkraft. Hastighet och kraft är i ett omvänt förhållande, så att hastigheten reduceras, vilket minskar kraften som motorn behöver för att utöva. Om du äger en Maserati, och du vill se hur snabbt det verkligen går, var du försiktig mot gaspedalen.