Kalkulator Tenaga Kuda

daya = gaya × jarak / waktu

F

Gaya yang melakukan usaha, dalam lbf, dengan newton, kilonewton, dan kilogram-gaya di kolom yang sama. Nilai baku 550 lbf adalah definisi tenaga kuda mekanis dan bukan kebetulan. Nilainya harus positif: gaya nol tidak memindahkan apa pun dan dayanya menjadi tanpa makna, bukan nol

d

Jarak yang ditempuh bendanya karena gayanya, dalam kaki, dengan meter, sentimeter, kilometer, inci, dan mil di kolom yang sama. Yang dimaksud adalah jarak sepanjang arah gayanya, jadi mengangkat beban adalah kasus yang cocok persis sedangkan menyeretnya di lantai tidak. Nilai baku satu kaki melengkapi definisi tenaga kudanya

t

Berapa lama perpindahannya berlangsung, dalam sekon, menit, atau jam. Ia berada di penyebutnya, jadi gaya yang sama sepanjang jarak yang sama berarti dua kali dayanya kalau kejadiannya dalam separuh waktunya — dan itulah seluruh arti daya sebagai lawan usaha. Nilainya harus positif; nol sekon adalah pembagian dengan nol, dan memindahkan sesuatu tanpa waktu sama sekali tidak ada

P

Dayanya, diberikan sebagai tenaga kuda mekanis (hp), tenaga kuda metrik (PS), dan kilowatt. Yang pertama adalah yang didefinisikan oleh 550 ft·lbf/s dan menjadi hasil utama halaman ini; yang kedua adalah 75 kgf·m/s, sehingga bernilai 735,49875 W dan karena itu 1,4 persen lebih kecil; yang ketiga adalah satuan SI dan satu-satunya di antara ketiganya yang sama sekali tidak disebut tenaga kuda. Ketiga barisnya adalah daya yang sama, bukan tiga hasil

Pakai halaman ini kalau Anda punya gaya, jarak, dan waktu — kerekan yang mengangkat beban, motor yang menggerakkan kereta di rel, orang yang membawa sesuatu menaiki tangga — dan Anda ingin tahu seberapa cepat usaha itu dikerjakan, dalam satuan yang dipakai menjual peralatannya. Halaman ini juga bisa dibaca dari belakang: 100 hp adalah angka yang akrab dari brosur mobil, dan ketiga baris keluarannya mengatakan berapa nilainya dalam kilowatt dan dalam tenaga kuda metrik, dan di situlah sebagian besar kebingungan tentang tenaga kuda berasal. Dua peringatan. Pertama, tentukan tenaga kuda yang mana yang Anda maksud sebelum mengutip angka kepada siapa pun, karena mesin 224,7 hp dan mesin 224,7 PS bukan mesin yang sama — yang kedua sekitar 221,6 hp. Kedua, gayanya harus sepanjang perpindahannya. Memindahkan sesuatu menyamping melawan gesekan adalah perhitungan daya yang sah, tetapi gaya di dalam rumusnya lalu adalah gaya gesekannya dan bukan beratnya. Daya sebuah mesin juga bisa dihitung dari torsi dan kecepatan putarnya alih-alih dari gaya dan jarak; itu besaran fisika yang sama lewat jalur yang lain dan punya halaman tersendiri.

1. Definisinya sendiri: 550 lbf sejauh satu kaki dalam satu sekon

   1. Gaya 550 lbf, jarak 1 ft, waktu 1 s — di sinilah asal satuannya
   2. Konversikan dulu ke SI, karena hasil kalinya hanya keluar dalam watt kalau satuannya newton dan meter: 550 lbf = 2.446,5 N
   3. 2.446,5 N × 0,3048 m = 745,7 J usaha
   4. Dikerjakan dalam satu sekon, berarti 745,7 W
   5. Tenaga kuda mekanis: 745,7 ÷ 745,6999 = 1,0 hp
   6. Tenaga kuda metrik: 745,7 ÷ 735,49875 = 1,0139, yang ditampilkan halamannya sebagai 1,0 PS

   Satuannya adalah definisi dan bukan hasil pengukuran: James Watt memilih 550 ft·lb per sekon supaya seekor kuda tampak menguntungkan dibandingkan mesin uap yang sedang ia jual, dan setiap angka tenaga kuda di dunia ini adalah turunan dari pilihan itu. Layak diperhatikan bahwa baris ini tidak bisa memperlihatkan perbedaan kedua tenaga kuda itu — 1,0139 membulat menjadi 1,0 pada keduanya — dan justru itulah sebabnya perbandingannya harus dilakukan pada angka yang lebih besar. Contoh berikutnya melakukan itu.

2. 100 hp, dan 1,4 persen yang membuat tenaga kuda metrik menjadi satuan yang berbeda

   1. 1.100 lbf = 4.893,04 N, dan 100 ft = 30,48 m
   2. Usaha: 4.893,04 × 30,48 = 149.140 J
   3. Selama 2 sekon: 149.140 ÷ 2 = 74.570 W
   4. Tenaga kuda mekanis: 74.570 ÷ 745,6999 = 100,0 hp
   5. Kilowatt: 74.570 ÷ 1.000 = 74,57, ditampilkan sebagai 74,6 kW
   6. Tenaga kuda metrik: 74.570 ÷ 735,49875 = 101,39, ditampilkan sebagai 101,4 PS

   Ini satu-satunya baris di halaman ini yang membedakan kedua tenaga kuda itu, dan ia melakukannya dengan selisih yang tidak akan diperhatikan siapa pun pada satu satuan: 100,0 hp melawan 101,4 PS. Sebabnya adalah kedua satuannya didefinisikan dua kali, secara mandiri — 550 ft·lbf/s di Inggris dan 75 kgf·m/s di Eropa daratan — dan 745,7 melawan 735,5 adalah selisih 1,4 persen yang berlipat menjadi kesalahan nyata pada ukuran yang biasa dikutip orang. Layak dibuat konkret arahnya: untuk daya yang sama, angka metriknya selalu yang lebih besar, jadi mobil yang diiklankan 100 PS sekitar 98,6 hp, dan mesin berating 224,7 hp sama dengan 227,8 PS.

3. Kerekan kecil: 2.000 lbf sejauh 10 ft dalam 2 sekon

   1. 2.000 lbf = 8.896,44 N, dan 10 ft = 3,048 m
   2. Usaha: 8.896,44 × 3,048 = 27.116 J
   3. Selama 2 sekon: 27.116 ÷ 2 = 13.558 W
   4. Tenaga kuda mekanis: 13.558 ÷ 745,6999 = 18,18, ditampilkan sebagai 18,2 hp
   5. Kilowatt: 13,558, ditampilkan sebagai 13,6 kW
   6. Tenaga kuda metrik: 13.558 ÷ 735,49875 = 18,43, ditampilkan sebagai 18,4 PS

   Tidak satu pun dari ketiga angkanya bulat, dan itulah inti baris ini: ia menetapkan jalurnya lewat SI dan bukan lewat jalan pintas. Penerapan yang menggoda adalah melipat lb dan kaki menjadi satu faktor 550 lalu melewati konversinya, dan cara itu memberi jawaban yang benar untuk contoh pertama lalu melenceng beberapa persepuluh di sini — dan itu tidak terlihat sampai seseorang memeriksa angka ketiganya terhadap katalog. Hal lain yang diperlihatkan baris ini adalah betapa bersahajanya mesin sungguhan: kerekan yang menarik satu ton pendek sejauh tiga meter dalam dua sekon berada di bawah dua puluh tenaga kuda, dan itulah sebabnya kerekan 100 hp adalah peralatan yang serius dan bukan yang biasa.

Daya adalah laju, jadi halaman ini tidak mengatakan apa pun tentang energi totalnya — 100 hp yang sama selama sepuluh sekon dan selama sepuluh jam adalah angka yang sama di sini, dan yang berbeda adalah apa yang harus disediakan bahan bakarnya atau baterainya. Ia juga mengasumsikan gayanya tetap dan sepanjang arah geraknya. Kerekan sungguhan berpercepatan di awal dan melambat di akhir, jadi gaya puncaknya lebih besar daripada rata-rata yang dihitung halaman ini, dan jawabannya adalah daya rata-rata sepanjang seluruh perpindahan dan bukan puncak yang harus ditahan motornya. Gesekan sama sekali tidak ada di rumusnya: kalau bendanya diseret, angka yang Anda inginkan adalah gaya gesekannya dan bukan beratnya, dan kalau bendanya diangkat, kerugian pada katrol dan talinya adalah koreksi yang nyata di atasnya. Tidak ada apa pun di sini yang memperhitungkan efisiensi, jadi angka 20 hp untuk pekerjaan pengangkatan adalah daya yang sampai ke bebannya, bukan daya yang ditarik dari sumbernya — motor listriknya akan memerlukan setengah kali lebih banyak lagi. Dan satuannya sendiri membawa peringatan dan bukan batasan: tenaga kuda mekanis dan tenaga kuda metrik berbeda 1,4 persen, jadi rating yang dikutip tanpa menyebut yang mana menjadi ambigu melebihi toleransi kebanyakan mesin.

Apa rumus tenaga kuda?

Untuk gaya yang memindahkan sesuatu, P = F × d / t: gayanya dalam lbf, kali jarak yang ditempuhnya dalam kaki, dibagi waktunya dalam sekon. Hasilnya menjadi watt setelah gaya dan jaraknya dikonversi ke newton dan meter, lalu halamannya membagi dengan 745,6999 untuk melaporkan tenaga kudanya. Satuannya sendiri adalah pernyataan itu dengan angkanya terisi — 550 lbf sejauh satu kaki dalam satu sekon — jadi baris baku di halaman ini bukan contoh tenaga kuda melainkan definisinya.

Tenaga kuda yang mana yang Anda maksud — mekanis atau metrik?

Keduanya ditampilkan, dan hasil utamanya adalah tenaga kuda mekanis, yang didefinisikan sebagai 550 ft·lbf/s dan sama dengan 745,6999 W. Tenaga kuda metrik, ditulis PS, adalah 75 kgf·m/s dan sama dengan 735,49875 W, jadi 1,4 persen lebih kecil. Untuk daya yang sama, angka metriknya karena itu selalu yang lebih besar: 100 hp adalah 101,4 PS, dan mobil yang dijual sebagai 100 PS sekitar 98,6 hp. Selalu periksa yang mana yang dimaksud sebuah spesifikasi sebelum membandingkan dua mesin, karena 1,4 persen lebih besar daripada dugaan kebanyakan orang dan tidak terlihat pada 1,0 dari satuan mana pun.

Bagaimana mengubah watt menjadi tenaga kuda?

Bagi dengan 745,6999 untuk tenaga kuda mekanis, atau dengan 735,49875 untuk tenaga kuda metrik. Untuk arah sebaliknya, satu tenaga kuda adalah 745,7 W dan satu PS adalah 735,5 W, jadi motor 1.000 W sama dengan 1,34 hp atau 1,36 PS. Baris kilowatt di halaman ini adalah pembagian yang sama dengan 1.000 dan tidak perlu dihafal, dan itulah sebabnya satuan SI adalah satuan yang sebaiknya dipakai sebagai perantara kalau Anda mengerjakan beberapa konversi: aritmetikanya berfaktor sepuluh dan bukan berfaktor 745,6999.

Apakah tenaga kuda mengukur kecepatan atau gaya?

Bukan keduanya — ia laju dikerjakannya usaha, dan ia menggabungkan keduanya. Rumusnya memuat gaya dan jarak di pembilangnya serta waktu di penyebutnya, jadi gaya yang sama sepanjang jarak yang sama berarti dua kali dayanya kalau kejadiannya dalam separuh waktunya, dan gaya besar yang bergerak lambat bisa sama tenaga kudanya dengan gaya kecil yang bergerak cepat. Itulah sebabnya traktor dan sepeda motor bisa punya angka daya yang mirip tetapi berperilaku sama sekali tidak serupa: traktornya mengubah dayanya menjadi gaya pada kelajuan rendah sedangkan sepeda motornya menjadi kelajuan pada gaya yang rendah.

Apakah saya memakai berat bendanya sebagai gayanya?

Hanya kalau perpindahannya vertikal, di mana gaya yang diperlukan adalah beratnya — dan jaraknya pun tinggi yang diangkat, bukan panjang jalur mana pun. Kalau menyeret sesuatu di lantai, gaya di dalam rumusnya adalah gaya gesekan, yang untuk benda yang meluncur adalah koefisien geseknya kali gaya normalnya, dan jaraknya adalah seberapa jauh ia diseret. Memakai beratnya pada kasus kedua itu melebih-lebihkan dayanya sebanyak apa pun koefisien geseknya, sering kali beberapa kali lipat.

Mengapa keluarannya ada kilowatt kalau tenaga kuda adalah satuan yang saya minta?

Karena tenaga kuda adalah satuan non-SI sedangkan kilowatt bukan, jadi jawaban SI-lah yang akan tetap bermakna di setiap perhitungan lain yang Anda lakukan dengannya. Ia juga satuan yang dikutip sebagian besar dunia di luar Amerika Serikat. Dan baris tenaga kuda metriknya ada dengan alasan yang sama mengapa jawabannya dieja sama sekali: tiga nama untuk besaran yang hampir sama itulah tepatnya bagaimana kesalahan 1,4 persen masuk ke sebuah spesifikasi, dan menampilkan ketiganya pada satu baris membuat besarnya perbedaan itu terlihat alih-alih harus Anda percaya begitu saja.

• Horsepower — the 550 ft·lbf/s definition, the metric horsepower of 75 kgf·m/s, and why the two differ by 1.4 percent — Wikipedia
• Work, Energy, and Power in Humans (College Physics 2e, §7.8) — power as a rate of doing work, and the sustained output of a human being as a familiar reference point — OpenStax
• NIST Guide to the SI, Chapter 5: Units Outside the SI — the status of the horsepower and other non-SI units whose continued use is permitted but not preferred — National Institute of Standards and Technology