Hoeveel paardenkracht heeft een paard?

Paardenkracht is een bekende maatstaf voor iedereen die geïnteresseerd is in auto’s. Maar wat is paardenkracht precies, en waar komt het vandaan? En oefent een paard altijd één paardenkracht uit?

Wat is paardenkracht?

De paardenkracht, ontwikkeld door ingenieur James Watt, is een grootheid die bedoeld is om het vermogen van een stoommachine te meten. Zijn verbeterde ontwerp voor een stoommachine was veel efficiënter dan eerdere ontwerpen en had veel minder brandstof nodig. Daarom ontwikkelde hij de paardenkracht als een manier om klanten die nog niet van paarden op stoommachines waren overgestapt, te laten zien dat het een goede investering was.

Hij berekende dat een paard tijdens een gemiddelde werkdag een molenrad van 24 voet ongeveer 2,5 keer per minuut kon laten draaien. Vermogen wordt gedefinieerd als de verrichte arbeid per tijdseenheid, waarbij arbeid een maat is voor de overgedragen energie, berekend door de uitgeoefende kracht te vermenigvuldigen met de afgelegde afstand.

Watt, die de naamgever is voor de eenheid van vermogen in het metrieke stelsel, schatte de hoeveelheid kracht die het paard uitoefende om het molenrad te laten draaien. Aan de hand hiervan berekende hij hoeveel energie het paard toepaste, en dus het vermogen.

Watt wist dat het getal dat hij kreeg slechts een schatting was, dus besloot hij zijn berekening af te ronden voor zijn eindresultaat.

Volgens Watt’s definitie is één paardenkracht 33.000 voet-pond per minuut. Dit is ongeveer gelijk aan 746 Watt (W, of Joule per seconde).

De moderne autofabrikanten gebruiken zowel de definitie van Watt, als een vergelijkbare grootheid die bekend staat als metrische paardenkracht. Metrische paardenkracht wordt gedefinieerd als het vermogen dat nodig is om een massa van 75 kilo tegen de zwaartekracht in één seconde over een afstand van één meter op te tillen. Dit komt neer op ongeveer 735W.

Lees meer over paarden:

• Waarom hebben paarden geen tenen?
• Waarom worden kreupele paarden afgeschoten in plaats van behandeld?

Hoeveel paardenkracht heeft een paard?

Watt’s schattingen waren vrij nauwkeurig: één paardenkracht is ongeveer de gemiddelde arbeid die een gezond trekpaard gedurende een hele dag kan verrichten, bevestigd door gegevens van de Iowa State Fair van 1925 en door de Engelse veearts William Youatt.

In 1993 publiceerden de biologen R.D. Stevenson en R.J. Wassersug een brief aan Nature waarin zij een schatting maakten van het maximale vermogen dat een paard kan opbrengen. Eerdere studies hadden aangetoond dat het maximale duurzame mechanische vermogen per kilogram spier tussen de 100 en 200 W ligt. Uitgaande van de ondergrens berekenden zij een theoretisch piekvermogen van 18.000 W, of ongeveer 24 paardenkracht.

Bij bestudering van gegevens van de Iowa State Fair van 1925 vonden zij een veel lagere waarde in de echte wereld. In korte tijd, zo berekenden ze, kan een paard maximaal 14,9 paardenkracht leveren.

Waarom verliezen auto’s paardenkracht naarmate ze ouder worden?

Dingen worden na verloop van tijd vies en versleten. Luchtfilters en uitlaten kunnen verstopt raken, waardoor de luchtstroom van en naar de motor wordt geblokkeerd; brandstofinjectoren en bougies kunnen vervuild raken, waardoor de ontsteking minder efficiënt wordt; en brandstofpompen kunnen verslijten en niet langer zo goed brandstof pompen. Ondertussen kunnen verbrandingsbijproducten neerslag vormen, waardoor de kleppen van de motor niet meer sluiten, de druk van de brandende brandstof afneemt en backfires ontstaan.

Meer serieus, in de motor kunnen de zuigerveren slijten, waardoor de druk in de cilinders afneemt en het motorvermogen daalt. Maar laat uw auto regelmatig onderhouden en een moderne motor zal slechts een paar procent aan vermogen verliezen over honderdduizenden kilometers. – Dr Peter Bentley

Read more about cars:

• Why do so many Americans drive automatic cars?
• Why do blackbirds always dive in front of my car?