힘: 그것이 무엇인지, 동등성, 기원,...

이 문서에서는 힘이 무엇인지 설명합니다. 다른 장치에서 표시되는 전력 비용, 이 장치가 제공하는 변형, 마지막으로 이 전력 측정의 내역을 확인할 수 있습니다.

마력이란 무엇입니까?

마력은 앵글로색슨 단위계에서 사용되는 힘의 단위입니다. 1와트는 745.7와트와 같습니다.

힘의 상징은 HP이며, 이는 영어 용어 마력 (horsepower) 에서 유래한 약어입니다.

마력은 실제로 힘이 아니라 힘을 측정하는 단위이기 때문에 힘 이라고도 합니다.

전력은 국제 시스템(SI)에서 전력 측정 단위가 아니며 해당 단위는 와트입니다. 그럼에도 불구하고 그 전력은 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 아래에서는 이 측정 단위의 적용을 살펴보겠습니다.

전력 변화

다른 단위와 달리 전력에 대한 정의가 다릅니다. 실제로 유럽 전역에 사용이 확산되면서 전력을 수학적으로 정의하기 위해 다양한 값이 사용되었습니다. 아래에서 이 전원 장치의 네 가지 주요 변형을 볼 수 있습니다.

기계적 힘 ( 기계적 힘 또는 영국식 힘 ): 33,000파운드의 힘을 1분 동안 1피트 높이까지 들어 올리는 데 필요한 힘을 나타냅니다. 기계적 전력은 745.7와트에 해당합니다.
증기력 또는 미터법 동력 : 75킬로그램의 무게를 1미터 높이로 1초 동안 들어 올리는 데 필요한 힘으로 정의됩니다. 와트당 전력은 735.5W입니다. 유럽 대륙에서 가장 널리 사용되는 단위입니다.
전력 : 전기 모터에서 출력 전력(입력 전력 아님)을 표시하는 데 사용됩니다. 수학적으로는 정확히 746와트(또는 와트)로 정의됩니다.
보일러 마력 ( BHP ): 주로 증기 엔진에 증기 형태의 에너지를 제공하는 보일러의 능력을 나타내는 데 사용됩니다. 이는 화씨 212도(100°C)에서 1시간 동안 34.5파운드의 물을 증발시키는 데 필요한 열로 정의됩니다. 전력량 값은 9809.50W입니다.

힘이라는 단어의 원래 의미는 기계적 힘이라는 의미였지만 나중에 다른 정의가 만들어졌다는 점에 유의해야 합니다.

전력 등가표

다음 표에서는 전원과 기타 전원 장치 간의 동등성을 확인할 수 있습니다.

단위	상징	1HP에 해당
와트	여	745.7W
킬로와트	kW	0.7457kW
킬로칼로리/시간	kcal/시간	641.19kcal/시간
증기 말	요약	1.0138마력
킬로그램/초	kgm/s	76.035kgm/s

변환 계수를 사용하여 한 전원 장치에서 다른 전원 장치로 이동할 수 있습니다.

예를 들어, 3500W를 전력으로 변환하려면 전력 값을 표의 변환 계수로 나누면 됩니다.

$3500 \ W \ \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ HP \ ?$

$\cfrac{3500}{745.7}=4,69 \HP$

전력 비용은 얼마입니까?

힘의 의미를 완성하기 위해 이 섹션에서는 힘의 공식을 살펴보겠습니다.

이미 알고 계시겠지만, 전력을 계산하는 공식은 힘이 한 일을 힘을 적용한 시간으로 나눈 것과 같습니다.

$P=\cfrac{W}{t}$

더욱이, 힘의 작용은 상기 힘의 값에 이동 거리를 곱한 것과 동일하므로 이전 대수식은 다음과 같습니다.

$P=\cfrac{F\cdot r}{t}$

따라서 1파워는 1분 동안 330lbf의 힘으로 생성된 움직임이 100피트가 되도록 필요한 파워와 같습니다.

$1 \ \text{HP}=\cfrac{330 \ \text{lbf}\cdot 100 \ \text{feet}}{1 \ \text{min}}$

따라서 1마력은 분당 피트당 33,000파운드의 힘을 나누는 것과 같습니다.

$1 \ \text{HP}=33000 \ \cfrac{\text{lbf}\cdot\text{feet}}{\text{min}}$

또는 거듭제곱을 초 단위로 표현하려면 다음과 같이 하세요.

$1 \ \text{HP}=550 \ \cfrac{\text{lbf}\cdot\text{feet}}{\text{s}}$

위력에 대한 아이디어를 드리기 위해, 평균적인 인간은 약 1.2 HP를 일시적으로, 0.1 HP를 무한정 생산할 수 있습니다. 마찬가지로, 엘리트 운동선수는 짧은 시간 동안 2.5 HP를 얻을 수 있고 몇 시간 동안 0.35 HP를 얻을 수 있습니다.

권력의 근원

이 마지막 부분에서는 힘의 단위인 마력의 역사를 설명합니다. 마력은 다소 특이한 이름이기 때문입니다.

18세기에도 사람들은 여전히 말을 정규 작업 수단으로 사용했습니다. 말은 운송용으로만 사용된 것이 아니라 힘든 작업을 수행하는 데에도 사용되었습니다.

따라서 최초의 증기 기관이 발명되었을 때 말의 작업 능력과 기계의 작업 능력을 비교할 필요성이 대두되었습니다.

특히 James Watt는 여전히 말을 일에 사용하는 인구에게 증기 엔진을 더 효과적으로 판매하기 위해 기계에 해당하는 마력의 수를 수치적으로 비교할 수 있는 방법을 찾고 싶었습니다.

여러 번의 실험 끝에 와트는 말이 반경 12피트의 바퀴를 분당 2.4회 돌릴 수 있다는 사실을 확인했습니다. 말의 힘에 할당된 값이 180lbf라는 점을 고려하여 힘의 계산은 다음과 같습니다.

$\begin{aligned} P& =\cfrac{W}{t}=\cfrac{F\cdot r}{t}\\[2ex] &=\cfrac{180 \text{ lbf} \cdot 2, 4 \cdot 2\pi \cdot 12\text{ ft}}{1 \text{ min}}\\[2ex] & =33572 \ \cfrac{lbf\cdot ft}{min}\end{aligned}[/ latex] Finalement, pour faciliter la conversion, il a approché le résultat à 33 000 lbf·ft/min. [latex]1 \ HP= 33000 \ \cfrac{lbf\cdot ft}{min}$

현재 공학계에서는 국제 단위계의 공식 전력 단위가 와트이기 때문에 전력 단위가 더 이상 사용되지 않고 있습니다. 그러나 자동차의 힘은 오랜 전통으로 인해 언제나 마력으로 표현됩니다.

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