著者:
Virginia Floyd
作成日:
12 Aug. 2021
更新日:
22 六月 2024
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馬力またはワットの計算方法、それらの特徴、およびそれらが重要である理由。
ステップ
1 基礎。 「力」という言葉は、指定された時間内に行われる作業として定義されます。仕事は、次に、特定の距離にわたって加えられた力（体を動かすため、または他の障害物や抵抗を克服するため）の有効性を特徴付ける歴史的な用語です。 - ここで重要なことは、「仕事」のために力が特定の距離で作用しなければならないということです。たとえば、プロペラが80mの距離で300Nの力でボートを水中で移動させる場合、仕事は力x距離= 300 X 80 = 24000 J（N * m）に等しくなります。つまり、プロペラは24000Jの仕事をしたと言えます。
- ボートを一定の距離だけ動かすのにかかった時間を考えてみてください。船が20m / sの速度で移動していると仮定します。 80メートル移動するには80/20 = 4秒かかります。つまり、ボートのプロペラは4秒で24000 Jの仕事をしたので、出力は24000/4 = 6000 W（J / s）になります。
- 歴史的参照。最初の列車と船を推進する内燃機関と蒸気動力の前に（最初のプロペラは1846年に最初に海に出たHMS英国に設置され、風車のように見える6枚羽根のプロペラが1つありました）、非常に多様なタスクが馬によって実行されました。したがって、人々は、1頭の馬が特定の時間に実行できる仕事の量を計算しました。いくつかの試行からの値を平均した後、彼らは健康な馬によって行われた仕事の標準値として毎秒550ポンドフィートに落ち着きました。その後、この値は「馬力」として知られるようになりました。
- ロシアでは、馬力はメートル馬力を指し、約735.5ワットです。
- もう1つの一般的に使用される単位は、「ワット」（SI国際単位系）です。 1ニュートンの力で体が1メートルの距離を移動する場合、仕事は1ジュールに等しく、この仕事に1秒かかる場合、電力は1ワットに等しくなります。したがって、ワットは1秒あたり1ジュールに相当します。
2 今日の業界のニーズを考慮してください。 業界の圧倒的多数のケースでは、直線運動ではなく回転メカニズムを扱っています。したがって、電気モーター、蒸気エンジン、タービン、ディーゼルなどの出力を計算する方法を知る必要があります。したがって、トルク、より正確には力のモーメントを考慮する必要があります。 - 力のモーメントは、何かを回転またはねじる傾向がある力、つまり、特定の軸を中心に体に回転運動を与える力を特徴づけます。 50 cm（0.5 m）のハンドルを200 Nの力でねじると、力のモーメントは0.5 x 200 = 100 N * mになります。
- 混乱しないでください。直線運動で行われる仕事を計算するには、力に運動を掛けます。ここでは、力に変位を掛けていますが、この場合、変位は「レバー」、つまり軸から力の作用点までの距離に等しくなります。
- 仕事と力の瞬間は異なる概念です。力のモーメントが回転しない限り、作業は行われず、電力は消費されません。
3 回転運動で仕事を測定します。 長さ50cmのアームが回転軸にしっかりと取り付けられているとすると、アームが円周を中心に20 cm回転している間に、200Nの力を加えます。この場合の仕事は、力と変位の積に等しくなります。つまり、0.2 x 200 = 40 N * mです。この数字を腕の長さである0.5mで同時に乗算および除算するとします。明らかに、これによって結果が変わることはないので、次のように書くことができます。 - 仕事= 0.5•200X 0.2 / 0.5そしてもう一度答えを得る：40 N * m。しかし、積0.5 * 200はどういう意味ですか？これが力の瞬間です。
- 0.2 / 0.5とは何ですか？ 20 cmの円周方向の移動をアームの長さ（基本的には円の半径）で割ると、ラジアン単位の回転量が得られます。ラジアンは、2つの半径間の円弧の長さが円の半径に等しい状況で、円の2つの半径間の角度として定義されます。 1 rad = 57度（概算）。
- したがって、回転変位中の力のモーメント（シータ、ラジアン）によって行われる仕事は、トルク（M）と回転変位の量（ラジアン）の積に等しくなります。
- 仕事= M *シータ（ラジアン）
4 したがって、電力は特定の時間にわたって計算されることに注意してください。- 力=力のモーメント *（角度/時間）
- 角度/時間は角速度（ラジアン/秒）
- 物理学では、角速度はラジアン/秒で測定されますが、航空機または船のエンジンのこの値は常に1分あたりの回転数で示されるため、これらの値を変換する必要があります。
- 1分あたり1回転（rpm）= 60回転/秒（rps）および1回転/秒= 2 * PIラジアン/秒
- Mが力のモーメント（トルク）、nが1分あたりの回転数である場合、ワット単位の電力は次のようになります。
- 電力= M *（2 * PI / 60） * n
- この値を馬力で取得するには、735.5で割る必要があります。
