Грядет Год лошади по восточному календарю. И все чаще пользователи забивают в поисковики запросы об интересных фактах, связанных с этим животным. Один из самых популярных: почему мощность двигателя авто измеряется именно в лошадиных силах? И правда ли, что одна сила равна одной лошади? Ответ дала доцент кафедры общей и экспериментальной физики Алтайского госуниверситета Татьяна Андрухова.
Рекламный ход
Как известно, наши далекие предки ездила не на Subaru и Toyota, а на лошадях. До середины XIX века гужевой транспорт, когда в качестве тягловых животных использовались лошади, был основным видом сухопутного транспорта.
Лошадиная сила как единица измерения была введена в XVIII веке. Шотландский инженер, изобретатель-механик Джеймс Уатт решил сравнить мощность своего изобретения — паровой машины с максимальной мощностью живой лошади.
«Уатт взял лошадиную силу для наглядности — чтобы продемонстрировать очевидное преимущество своего парового двигателя. В то время две лошади двигали мельничное колесо весом 180 кг со скоростью 3,6 км в час с вращением 144 оборота в час. Значит, одна лошадь создавала тягу 76 кг со скоростью один метр в секунду», — рассказывает физик
Но Уатт взял за исходный показатель очень сильную лошадь, а не среднестатистическую. И, по сути, это не сила, а уровень производительности. Однако целью изобретателя были вовсе не точные расчеты, а реклама своего двигателя. И он достиг цели. Он высчитал, что его изобретение может заменить 3-4 лошади и обосновал выгоду — двигатель не нужно кормить, поить и лечить.
Спустя время, в честь инженера единицу измерения мощности двигателя назвали его именем — Ватт (Вт).
Это мощность, а не сила
Двигатель внутреннего сгорания, который по сей день используется в автомобилях, появился через 90 лет после изобретения Уатта. Его создал немецкий инженер Николаус Отто в 1876 году.
Важнейшими показателями такого двигателя стали скорость и мощность крутящего момента, то есть на сколько быстро двигатель может набрать максимальные обороты и удерживать их. И в этом случае как единицу измерения также начали использовать лошадиную силу (и используют до сих пор).
Как поясняет Татьяна Андрухова, с точки зрения физики, лошадиная сила — это единица именно мощности, а не силы. Она отражает количество работы, которую двигатель может выполнить за единицу времени. И одна лошадиная сила на самом деле не равна одной лошади.
«Если исходить из того, что одна крепкая лошадь способна выдать 10 условных единиц лошадиной силы (а в рывке — 15 лошадиных сил), то получается, что двигатель в 100 лошадиных сил на самом деле дает их в 10 раз меньше», — объясняет физик.
Так, «УАЗ Патриот» с двигателем в 150 лошадиных сил по мощности равен 15 реальным лошадям. А машина нашего президента August Senat с двигателем 598 лошадиных сил и с добавочным электромотором в 40 «лошадей» — это почти 64 мощных «коня».
Какие бывают лошадиные силы
Со временем на основе выводов Уатта появились различные лошадиные силы. Так, существует водяная лошадиная сила — единица измерения энергии или мощности, которая передаётся воде насосом. Есть котловая лошадиная сила — способность котла подавать пар в паровой двигатель, и электрическая — она используется в США в энергетике и промышленности.
А еще — налоговая лошадиная сила. С такой «непреодолимой силой» каждый налогоплательщик сталкивается ежегодно. Это особая система расчета ставок транспортного налога. Величина рассчитывалась не от фактической мощности двигателя, а с помощью формулы, основанной на геометрических размерах цилиндра.