سه شنبه ۱۴ مرداد ۱۴۰۴
اقتصادی

توان یک اسب چند اسب بخار است؟ پاسخ ممکن است غیرمنتظره باشد

توان یک اسب چند اسب بخار است؟ پاسخ ممکن است غیرمنتظره باشد
عصر کرد - زومیت / درحالی‌که واحد اسب‌بخار برای سنجش توان براساس نیروی یک اسب تعریف شده است، اسب واقعی در اوج فعالیت می‌تواند خیلی بیشتر از یک اسب بخار قدرت تولید کند. از ...
  بزرگنمايي:

عصر کرد - زومیت / درحالی‌که واحد اسب‌بخار برای سنجش توان براساس نیروی یک اسب تعریف شده است، اسب واقعی در اوج فعالیت می‌تواند خیلی بیشتر از یک اسب بخار قدرت تولید کند.
از نگاه افراد ناآشنا با مفاهیم علمی، ممکن است به نظر برسد که توان یک اسب‌بخار قاعدتاً باید با توان یک اسب برابری کند. اما در کمال شگفتی یک اسب در واقع می‌تواند در مدت زمانی کوتاه، توانی بسیار بیشتر از یک اسب‌بخار تولید کند. برخی برآوردها نشان می‌دهند که اسب درحال یورتمه‌رفتن یا کشیدن بار می‌تواند به‌طور موقت بین 12 تا نزدیک به 15 اسب‌بخار توان مکانیکی تولید کند.
بازار
اسب بخار چیست؟
اسب‌بخار (Horsepower) واحدی برای اندازه‌گیری توان (Power) است؛ یعنی نرخ انجام کار یا مصرف انرژی در هر ثانیه را توصیف می‌کند. این واحد معمولاً برای بیان قدرت موتور خودروها به‌کار می‌رود؛ اما به‌طور کلی می‌توان آن را برای اندازه‌گیری توان هر منبع انرژی، ازجمله عضلات حیوانات نیز به‌کار برد.
طبق تعریف دانشنامه بریتانیکا، یک اسب‌بخار در سیستم واحدهای انگلیسی برابر است با مقدار توانی که برای بلندکردن یک جرم 550 پوندی (تقریباً 249 کیلوگرم) به ارتفاع یک فوت (0٫3 متر) در یک دقیقه لازم است. این مقدار معادل 33هزار فوت-پوند در دقیقه یا نزدیک به 745 وات در سیستم متریک است.
واحد اسب بخار در حوالی سال 1780 توسط جیمز وات، مهندس اسکاتلندی، ابداع شد تا بتواند خروجی موتورهای بخار را با توان یک اسب مقایسه کند. وات که فروشنده موتورهای بخار بود، به‌دنبال راهی برای تبلیغ محصولش در بازاری بود که هنوز به اسب وابسته بود. با تعریف واحد اسب‌بخار، توانست مزایای استفاده از موتور بخار را نشان دهد و صاحبان آسیاب‌ها را قانع کند که اسب‌ها را کنار بگذارند.
آیا واقعاً توان یک اسب فقط یک اسب بخار است؟
پاسخ کوتاه این است که خیر. وات از محاسباتی نه‌چندان دقیق استفاده کرد که مبتنی بر کشیدن چرخ آسیاب توسط یک اسب درطول چهار ساعت بود. او برآورد کرد که اسب حدوداً معادل 249 کیلوگرم را به‌اندازه یک فوت در هر ثانیه جابه‌جا می‌کند. اما این عدد، حداکثر توان اسب نیست و در واقع میانگینی از توان یک اسب درطول یک روز کاری کامل محسوب می‌شود.
در واقعیت، حداکثر توان مکانیکی یک اسب بسیار بیشتر از یک اسب‌بخار است و می‌تواند از 12 اسب‌بخار هم فراتر برود. این عدد از پژوهشی در مجله نیچر در سال 1993 به‌دست آمده است. در این پژوهش، دو دانشمند محاسبه کردند که حداکثر توان مکانیکی پایدار در هر کیلوگرم از عضله بین 100 تا 200 وات است.
پژوهشگران تخمین زدند که حدود 45 درصد از جرم بدن اسب را عضله اسکلتی تشکیل می‌دهد، اما هنگام دویدن، فقط 30 درصد از این عضلات فعال می‌شود. اگر یک اسب با وزن 600 کیلوگرم را درنظربگیریم، به‌صورت نظری می‌تواند 18هزار وات توان تولید کند. با درنظرگرفتن اینکه یک اسب‌بخار حدود 745 وات است، این اسب می‌تواند تا 24 اسب‌بخار تولید کند. گرچه، خود پژوهشگران می‌نویسند که این عدد احتمالاً اغراق‌آمیز است. آن‌ها با استناد به داده‌های تاریخی، باور دارند که یک اسب آماده و قوی می‌تواند بین 12 تا 14٫9 اسب‌بخار تولید کند.
در بخشی از مقاله آمده است: «کالینز و کین به داده‌هایی از مسابقه کشیدن بار توسط اسب‌ها در نمایشگاه ایالتی آیووا در سال 1925 اشاره کرده‌اند که نشان می‌دهد حداکثر توان مکانیکی یک اسب بین 12 تا 14٫9 اسب‌بخار است. این تلاش فقط چند ثانیه طول کشید و احتمالاً برآوردی واقع‌گرایانه از عملکرد حداکثری یک اسب است.»
امروزه میانگین قدرت خودروهای معمولی بین 180 تا 200 اسب‌بخار است، در حالی‌که یک خودروی مسابقه‌ای فرمول یک با موتور توربوشارژ می‌تواند از هزار اسب‌بخار هم فراتر برود.


نظرات شما