Quanti cavalli ha un cavallo?

Ottobre 8, 2021admin

I cavalli sono una misura familiare a chiunque si interessi di automobili. Ma cos’è precisamente la potenza, e da dove viene? E un cavallo esercita sempre un cavallo?

Che cos’è la potenza del cavallo?

Sviluppata dall’ingegnere James Watt, la potenza del cavallo è una grandezza intesa a misurare la potenza di un motore a vapore. Il suo progetto migliorato per un motore a vapore era molto più efficiente dei progetti precedenti, richiedendo molto meno carburante. Così, sviluppò la potenza in cavalli come un modo per dimostrare ai clienti che non erano ancora passati dai cavalli ai motori a vapore che era un buon investimento.

Ha calcolato che, in una giornata media di lavoro, un cavallo poteva far girare una ruota da mulino di 24 piedi circa 2,5 volte al minuto. La potenza è definita come il lavoro fatto per unità di tempo, dove il lavoro è una misura dell’energia trasferita, calcolata moltiplicando la forza applicata per la distanza percorsa.

Watt, che è l’omonimo dell’unità di potenza nel sistema metrico, stimò la quantità di forza che il cavallo applicava per girare la ruota del mulino. Usando questo, ha poi calcolato quanta energia ha applicato, e quindi la potenza.

Watt sapeva che il numero che aveva ottenuto era solo una stima, così ha scelto di arrotondare il suo calcolo per il suo risultato finale.

Secondo la definizione di Watt, un cavallo vapore è 33.000 piedi-libbre al minuto. Questo è approssimativamente uguale a 746 Watt (W, o Joule al secondo).

Le case automobilistiche moderne usano sia la definizione di Watt, sia una quantità simile conosciuta come potenza metrica. Il cavallo vapore metrico è definito come la potenza richiesta per sollevare una massa di 75 chilogrammi contro la gravità su una distanza di un metro in un secondo. Questo equivale a circa 735W.

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Quanta potenza ha un cavallo?

Le stime di Watt erano abbastanza accurate: un cavallo di potenza è all’incirca il tasso medio di lavoro che un cavallo da tiro sano può fare in un giorno intero, confermato dai dati della Iowa State Fair del 1925 e dal veterinario inglese William Youatt.

Nel 1993, i biologi R. D. Stevenson e R. J. Wassersug hanno pubblicato una lettera su Nature in cui stimavano la potenza massima che un cavallo può raggiungere. Studi precedenti avevano dimostrato che la massima potenza meccanica sostenibile per chilogrammo di muscolo è tra 100 e 200W. Usando il limite inferiore, hanno calcolato una prestazione teorica di picco di 18.000W, o circa 24 cavalli.

Guardando i dati della Iowa State Fair del 1925, hanno trovato un valore reale molto più basso. In un breve periodo di tempo, calcolano, un cavallo può esercitare fino a 14,9 cavalli.

Perché le auto perdono potenza quando invecchiano? I filtri dell’aria e gli scarichi possono intasarsi, bloccando il flusso d’aria da e verso il motore; gli iniettori di carburante e le candele possono sporcarsi, causando una cottura meno efficiente; e le pompe del carburante possono usurarsi e non pompare più il carburante così bene. Nel frattempo, i sottoprodotti della combustione possono formare depositi, impedendo alle valvole del motore di chiudersi, riducendo la pressione generata dal carburante che brucia e causando ritorni di fiamma.

Più seriamente, all’interno del motore le fasce elastiche possono consumarsi, riducendo la pressione nei cilindri e abbassando la potenza. Mantenete la vostra auto sottoposta a regolare manutenzione, però, e un motore moderno dovrebbe perdere solo pochi punti percentuali di potenza su centinaia di migliaia di chilometri. – Dr Peter Bentley