La puissance est une unité de puissance, et miles par heure est une unité de vitesse. La physique nous dit que le pouvoir et la vitesse (ou vitesse) sont liés par l'équation Puissance = Force • Vitesse. Selon cette relation, tout ce que nous devons savoir, c'est la force exercée sur un corps pour pouvoir convertir entre sa puissance et la vitesse qu'il parcourt. Cependant, la force, aussi appelée poussée, n'est pas toujours facile à déterminer. Une façon de le faire est de mesurer la masse de l'objet, faire un test d'accélération et appliquer la deuxième loi de Newton.
Qu'est-ce que la puissance?
Le terme «puissance» a été introduit par James Watt. premier développeur de la machine à vapeur. Il a inventé le terme pour mesurer la puissance d'une machine, ou la quantité de travail qu'il était capable de faire dans un laps de temps donné. En physique, le travail est la quantité de force nécessaire pour déplacer un objet à une certaine distance. Sur la base de son observation des chevaux, Watt a défini une puissance de 33 000 pieds-livres /minute, soit 550 pieds-livres /seconde. Dans le système métrique, l'unité de puissance est le watt, qui est nommé d'après Watt, et 1 cheval-vapeur équivaut à 746 watts ou 0,746 kilowatts.
Force de mesure
Vous pourriez être intéressé par à quelle vitesse une voiture avec un moteur qui développe une certaine quantité de puissance peut aller, mais vous pouvez seulement déterminer la relation entre la puissance et la vitesse au cas par cas. C'est parce que la valeur de la force que vous avez besoin de brancher dans l'équation reliant la puissance et la vitesse dépend du poids de la voiture ainsi que de la vitesse à laquelle la voiture accélère. Ce sont des variables. À titre d'exemple, prenons l'exemple d'un coupé Maserati GranTurismo 2017 d'un poids à vide de 4 145 lb. et un moteur V8 développant 454 chevaux.
Pour mesurer la force - ou la poussée - il faut d'abord trouver la masse de la voiture. Quand vous le pesez, vous n'obtenez pas réellement la masse, mais le poids, qui est la masse multipliée par l'accélération due à la gravité, qui est de 32 /pieds /seconde 2. Si vous mesurez le poids en livres, divisez ce nombre par 32 pieds /seconde 2 pour obtenir la masse en unités appelées limaces. La masse de notre Maserati est d'environ 130 limaces. Il est maintenant temps de faire un test d'accélération pour trouver combien de temps il faut à la voiture pour atteindre une vitesse de 60 miles par heure à partir d'un arrêt. Convertissez cette vitesse finale en pieds /seconde et divisez-la par le temps nécessaire pour atteindre cette vitesse. Cela vous donne l'accélération moyenne. Maintenant vous avez tout ce dont vous avez besoin pour trouver la poussée développée par le moteur car, selon la deuxième loi de Newton, force (poussée) = masse • Accélération. Les essais d'accélération de la Maserati GranTurismo 2017 confirment qu'elle peut accélérer de 0 à 60 miles par heure (88 pieds par seconde) en environ 5 secondes. En divisant la vitesse maximale en pieds par seconde par 5 secondes, nous obtenons une accélération moyenne de 17,6 pieds /seconde 2. Cela signifie que le moteur développe (130 bouchons • 17,6 pi /s 2) = 2 288 livres de poussée à pleins gaz. Relier la puissance à la vitesse Vous connaissez la puissance nominale de la moteur, et maintenant vous connaissez la poussée, de sorte que vous pouvez calculer la vitesse que la voiture va voyager en utilisant la relation: Vitesse = Puissance /Force. Pour arriver à une réponse, nous notons que 1 Horsepower = 550 pi-lb /s, et le moteur développe 454 HP, ce qui est de 249 700 pi-lb /s. Nous divisons cela par la poussée calculée dans le test d'accélération. En conséquence, la Maserati GranTurismo devrait être capable de voyager à une vitesse de 109 pieds /seconde, ou un peu plus de 74 miles par heure tout en développant cette quantité de poussée. Une Maserati peut réellement voyager plus de 74 miles par heure; la voiture est connue comme l'une des voitures les plus rapides du monde, sinon la plus rapide. Cependant, il ne développera pas sa vitesse maximale tout en développant cette poussée. La vitesse et la force sont inversement proportionnelles, réduisant ainsi l'accélération, ce qui réduit la force que le moteur doit exercer, augmente la vitesse. Si vous possédez une Maserati, et que vous voulez voir à quelle vitesse cela se passe vraiment, soyez prudent avec l'accélérateur.
