A potência é uma unidade de potência e a quilometragem por hora é uma unidade de velocidade. A física nos diz que potência e velocidade (ou velocidade) são relacionadas pela equação Power = Force • Velocity. De acordo com essa relação, tudo o que precisamos saber é a força exercida sobre um corpo para poder converter entre seu poder e a velocidade que ele viaja. No entanto, a força, também conhecida como impulso, nem sempre é fácil de determinar. Uma maneira de fazer isso é medir a massa do objeto, fazer um teste de aceleração e aplicar a Segunda Lei de Newton.
O que é potência?
O termo "potência" foi introduzido por James Watt, um desenvolvedor precoce do motor a vapor. Ele cunhou o termo para medir o poder de uma máquina, ou a quantidade de trabalho que era capaz de fazer em um determinado período de tempo. Na física, o trabalho é a quantidade de força necessária para mover um objeto a uma certa distância. Baseado em sua observação de cavalos, Watt definiu uma potência de 33.000 libras-pé /minuto, ou 550 libras-pés /segundo. No sistema métrico, a unidade de potência é o watt, que leva o nome de Watt, e 1 cavalo-vapor é igual a 746 watts ou 0,746 quilowatts.
Força de medição
Você pode estar interessado em Quão rápido um carro com um motor que desenvolve uma certa quantidade de potência pode ir, mas você só pode determinar a relação entre potência e velocidade, caso a caso. Isso porque o valor da força que você precisa inserir na equação que relaciona potência e velocidade depende do peso do carro e da rapidez com que o carro acelera. Estas são variáveis. Para ilustrar, vamos fazer um exemplo com um cupê 2017 Maserati GranTurismo, que tem um peso de 4.145 libras. e um motor V8 que desenvolve 454 cavalos de potência.
Para medir força - ou impulso - você primeiro tem que encontrar a massa do carro. Quando você pesa, você não consegue a massa, mas sim o peso, que é a massa multiplicada pela aceleração da gravidade, que é de 32 pés /segundo 2. Se você medir o peso em libras, divida esse número por 32 pés /segundo 2 para obter a massa em unidades chamadas de lesmas. A massa do nosso Maserati é de cerca de 130 lesmas. Testes de aceleração realizados no Maserati GranTurismo 2017 confirmam que ele pode acelerar de 0 a 60 milhas por hora (88 pés por segundo) em cerca de 5 segundos. Dividindo a velocidade máxima em pés por segundo em 5 segundos, obtemos uma aceleração média de 17,6 pés /segundo 2. Isso significa que o motor se desenvolve (130 slugs • 17,6 ft /s 2) = 2.288 libras de empuxo em aceleração máxima. Relação de potência em velocidade na velocidade Você sabe a potência do motor da aceleração. motor, e agora você sabe o impulso, então você pode calcular a velocidade que o carro vai viajar usando o relacionamento: Velocidade = Força /Força. Para chegar a uma resposta, notamos que 1 cavalo-vapor = 550 ft.-lb./s, e o motor desenvolve 454 HP, que é 249.700 ft.-lb./s. Nós dividimos isso pelo empuxo calculado no teste de aceleração. Assim, o Maserati GranTurismo deve ser capaz de viajar a uma velocidade de 109 pés /segundo, ou um pouco mais de 74 milhas por hora, enquanto desenvolve essa quantidade de empuxo. A Maserati realmente pode viajar mais rápido do que 74 milhas por hora; o carro é conhecido como um dos carros mais rápidos - se não o mais rápido - do mundo. Não vai desenvolver sua velocidade máxima enquanto desenvolve essa quantidade de empuxo, no entanto. Velocidade e força estão em uma relação inversa, reduzindo assim a aceleração, o que reduz a força que o motor precisa exercer, aumenta a velocidade. Se você possui um Maserati, e quer ver o quão rápido ele realmente vai, seja gentil com o acelerador.
Agora é hora de fazer um teste de aceleração para descobrir quanto tempo leva o carro para atingir uma velocidade de 60 quilômetros por hora a partir de uma paralisação. Converta essa velocidade final em pés /segundo e divida-a no tempo necessário para atingir essa velocidade. Isso lhe dá a aceleração média. Agora você tem tudo que precisa para encontrar o impulso desenvolvido pelo motor porque, de acordo com a Segunda Lei de Newton, Força (Impulso) = Aceleração de Massa.
