Calcolatrice della potenza in HP

potenza = forza × distanza / tempo

F

La forza che compie il lavoro, in libbre-forza, con newton, kilonewton e chilogrammi-forza nello stesso campo. Le 550 lbf predefinite sono la definizione del cavallo meccanico e non sono un caso. Deve essere positiva: una forza nulla non sposta niente e la potenza è priva di senso più che uguale a zero

d

La distanza di cui la forza sposta l'oggetto, in piedi, con metri, centimetri, chilometri, pollici e miglia nello stesso campo. È la distanza lungo la direzione della forza, quindi sollevare un carico è il caso che ci rientra esattamente e trascinarlo sul pavimento no. Il valore predefinito di un piede completa la definizione di cavallo meccanico

t

Quanto dura lo spostamento, in secondi, minuti o ore. Sta al denominatore, quindi la stessa forza sulla stessa distanza è il doppio della potenza se avviene nella metà del tempo: è tutto qui il significato della potenza contrapposta al lavoro. Deve essere positivo; zero secondi è una divisione per zero, e spostare qualcosa in un tempo nullo non esiste

P

La potenza, data come cavalli meccanici (hp), cavalli vapore (PS) e kilowatt. Il primo è quello definito da 550 ft·lbf/s ed è il risultato principale della pagina; il secondo è 75 kgf·m/s, cioè 735,49875 W, quindi l'1,4 per cento più piccolo; il terzo è l'unità SI ed è l'unico dei tre che non si chiama affatto cavallo. Le tre righe sono la stessa potenza, non tre risultati

Usa questa pagina quando hai una forza, una distanza e un tempo — un argano che solleva un carico, un motore che trascina un carrello su una rotaia, una persona che porta qualcosa su per una rampa di scale — e vuoi sapere con che rapidità quel lavoro viene compiuto, nell'unità in cui l'attrezzatura viene venduta. È anche la pagina da leggere al contrario: 100 hp è una cifra familiare da dépliant di automobile, e le tre righe di output dicono quanto vale in kilowatt e in cavalli vapore, ed è lì che nasce la maggior parte della confusione sui cavalli. Due avvertenze. Primo, decidi quale cavallo intendi prima di citare un numero a qualcuno, perché un motore da 224,7 hp e un motore da 224,7 PS non sono lo stesso motore: il secondo è circa 221,6 hp. Secondo, la forza deve essere lungo lo spostamento. Spostare qualcosa di lato contro l'attrito è un calcolo di potenza del tutto legittimo, ma la forza nella formula è allora la forza d'attrito, non il peso. La potenza di un motore si può ricavare anche dalla sua coppia e dal suo regime di rotazione invece che da una forza e da una distanza; è la stessa grandezza fisica raggiunta per l'altra strada e ha una pagina sua.

1. La definizione stessa: 550 lbf per un piede in un secondo

   1. Forza 550 lbf, distanza 1 ft, tempo 1 s — è da qui che nasce l'unità
   2. Converti prima nel SI, perché il prodotto viene in watt solo con newton e metri: 550 lbf = 2446,5 N
   3. 2446,5 N × 0,3048 m = 745,7 J di lavoro
   4. Compiuto in un secondo, sono 745,7 W
   5. Cavalli meccanici: 745,7 ÷ 745,6999 = 1,0 hp
   6. Cavalli vapore: 745,7 ÷ 735,49875 = 1,0139, che la pagina mostra come 1,0 PS

   L'unità è una definizione, non una misura: James Watt scelse 550 piedi-libbra al secondo perché un cavallo facesse bella figura al confronto con le macchine a vapore che vendeva, e ogni cifra in cavalli del mondo discende da quella scelta. Vale la pena notare che questa riga non può mostrare la differenza fra i due cavalli — 1,0139 arrotonda a 1,0 in entrambi i casi — ed è esattamente per questo che il confronto va fatto su un numero più grande. Ci pensa l'esempio successivo.

2. 100 hp, e l'1,4 per cento che rende il cavallo vapore un'unità diversa

   1. 1100 lbf = 4893,04 N, e 100 ft = 30,48 m
   2. Lavoro: 4893,04 × 30,48 = 149.140 J
   3. Su 2 secondi: 149.140 ÷ 2 = 74.570 W
   4. Cavalli meccanici: 74.570 ÷ 745,6999 = 100,0 hp
   5. Kilowatt: 74.570 ÷ 1000 = 74,57, mostrato come 74,6 kW
   6. Cavalli vapore: 74.570 ÷ 735,49875 = 101,39, mostrato come 101,4 PS

   Questa è l'unica riga della pagina che distingue i due cavalli, e lo fa con un margine che nessuno noterebbe su una sola unità: 100,0 hp contro 101,4 PS. Il motivo è che le due unità furono definite due volte, in modo indipendente — 550 ft·lbf/s in Gran Bretagna e 75 kgf·m/s nell'Europa continentale — e 745,7 contro 735,5 è uno scarto dell'1,4 per cento che, alle dimensioni che la gente cita, si accumula fino a diventare un errore vero. Vale la pena essere concreti sulla direzione: a parità di potenza il numero metrico è sempre il più grande, quindi un'auto pubblicizzata come 100 PS è circa 98,6 hp, e un motore dichiarato 224,7 hp è 227,8 PS.

3. Una piccola gru: 2000 lbf per 10 ft in 2 secondi

   1. 2000 lbf = 8896,44 N, e 10 ft = 3,048 m
   2. Lavoro: 8896,44 × 3,048 = 27.116 J
   3. Su 2 secondi: 27.116 ÷ 2 = 13.558 W
   4. Cavalli meccanici: 13.558 ÷ 745,6999 = 18,18, mostrato come 18,2 hp
   5. Kilowatt: 13,558, mostrato come 13,6 kW
   6. Cavalli vapore: 13.558 ÷ 735,49875 = 18,43, mostrato come 18,4 PS

   Nessuno dei tre numeri è tondo, ed è proprio questo il punto della riga: fissa il percorso attraverso il SI invece di una scorciatoia. L'implementazione tentante è quella di inglobare la libbra e il piede in un unico fattore 550 e saltare la conversione: dà la risposta giusta nel primo esempio e qui deriva di qualche decimo, cosa invisibile finché qualcuno non confronta la terza cifra con un catalogo. L'altra cosa che questa riga mostra è quanto sia modesta una macchina reale: una gru che tira una tonnellata corta per tre metri in due secondi sta sotto i venti cavalli, ed è per questo che un argano da 100 hp è un'attrezzatura seria e non una qualunque.

La potenza è una velocità di trasformazione, quindi questa pagina non dice niente sull'energia totale coinvolta: gli stessi 100 hp per dieci secondi e per dieci ore sono lo stesso numero qui, e la differenza sta in quello che il carburante o la batteria devono fornire. Presuppone inoltre che la forza sia costante e lungo la direzione del moto. Un argano reale accelera all'inizio e decelera alla fine, quindi la sua forza di punta è maggiore della media che questa pagina calcola, e la risposta è la potenza media sull'intero movimento, non il picco che il motore deve sopportare. L'attrito non entra affatto nella formula: se l'oggetto viene trascinato, il numero che ti serve è la forza d'attrito e non il peso, e se viene sollevato, le perdite di puleggia e corda sono una correzione reale da aggiungere. Qui non si tiene conto del rendimento, quindi una cifra di 20 hp per un sollevamento è la potenza consegnata al carico, non quella prelevata dalla rete: un motore elettrico ne avrebbe bisogno di una volta e mezzo. E l'unità stessa porta con sé un'avvertenza più che un limite: il cavallo meccanico e il cavallo vapore differiscono dell'1,4 per cento, quindi una potenza dichiarata senza dire quale dei due sia è ambigua più della tolleranza di quasi tutte le macchine.

Qual è la formula della potenza in cavalli?

Per una forza che sposta qualcosa, P = F × d / t: la forza in libbre-forza, moltiplicata per la distanza in piedi che percorre, divisa per il tempo in secondi. Il risultato viene in watt una volta che forza e distanza sono convertite in newton e metri, e la pagina divide per 745,6999 per riportarlo in cavalli. L'unità stessa è quell'espressione con i numeri dentro — 550 lbf per un piede in un secondo — quindi la riga predefinita di questa pagina non è tanto un esempio di cavallo meccanico quanto la sua definizione.

Quale cavallo intendi, quello meccanico o quello vapore?

Sono mostrati entrambi, e il risultato principale è il cavallo meccanico, quello definito come 550 ft·lbf/s e pari a 745,6999 W. Il cavallo vapore, scritto PS, è 75 kgf·m/s e vale 735,49875 W, quindi è l'1,4 per cento più piccolo. A parità di potenza la cifra metrica è quindi la più grande: 100 hp sono 101,4 PS, e un'auto venduta come 100 PS è circa 98,6 hp. Controlla sempre quale dei due intende una scheda tecnica prima di confrontare due macchine, perché l'1,4 per cento è più grande di quanto si pensi e a 1,0 dell'una o dell'altra unità è invisibile.

Come si convertono i watt in cavalli?

Dividi per 745,6999 per i cavalli meccanici, o per 735,49875 per quelli vapore. Nella direzione opposta, un cavallo meccanico è 745,7 W e un PS è 735,5 W, quindi un motore da 1000 W è 1,34 hp oppure 1,36 PS. La riga dei kilowatt di questa pagina è la stessa divisione per 1000 e non richiede di imparare niente a memoria: è per questo che l'unità SI è quella attraverso cui conviene convertire se devi farne diversi, perché l'aritmetica è un fattore dieci invece di un fattore 745,6999.

Il cavallo è una misura della velocità o della forza?

Né dell'una né dell'altra: è una velocità di compimento del lavoro, e le combina entrambe. La formula ha una forza e una distanza al numeratore e un tempo al denominatore, quindi la stessa forza sulla stessa distanza è il doppio della potenza quando avviene nella metà del tempo, e una forza grande che si muove lentamente può valere gli stessi cavalli di una forza piccola che si muove in fretta. È per questo che un trattore e una moto possono avere potenze simili e comportarsi in modo completamente diverso: il trattore converte la sua potenza in forza a bassa velocità e la moto in velocità con poca forza.

Come forza devo usare il peso dell'oggetto?

Solo quando il movimento è verticale, dove la forza necessaria è il peso — e allora la distanza è l'altezza sollevata e non la lunghezza di un percorso qualsiasi. Trascinando qualcosa sul pavimento, la forza nella formula è la forza d'attrito, che per un oggetto che striscia è il coefficiente d'attrito per la forza normale, e la distanza è di quanto viene trascinato. Usare il peso in quel secondo caso sovrastima la potenza di tutto il coefficiente d'attrito, spesso di un fattore pari a qualche unità.

Perché il terzo output è in kilowatt se l'unità che ho chiesto è il cavallo?

Perché il cavallo è un'unità non SI e il kilowatt no, quindi la risposta in SI è quella che resterà significativa in qualunque altro calcolo ci farai. È anche l'unità che cita gran parte del mondo fuori dagli Stati Uniti. E la riga dei cavalli vapore c'è per lo stesso motivo per cui la risposta è scritta per esteso: tre nomi per una grandezza quasi identica sono esattamente il modo in cui un errore dell'1,4 per cento entra in una scheda tecnica, e mostrarli tutti e tre su una riga sola rende visibile la dimensione della differenza invece di lasciarla sulla fiducia.

• 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