Co je to koňská síla a kolik koní má skutečný kůň? Na poměr jedna ku jedné zapomeňte
Pokud jde o základní technické údaje, kromě spotřeby nás zajímá především výkon motoru. Udává se v kilowattech (kW) podle odvozených jednotek SI, a přestože bychom neměli používat koňské síly ani zkratky „ps“, „hp“ nebo „bhp“, opak je pravdou. Jsme tak zvyklí na staré, méně přesné a zaměnitelné jednotky, že nám nepomohla ani mezinárodní regulace. Ale víte, jaký je rozdíl mezi slovy „kůň“ a „koňská síla“? A co je to vlastně koňská síla? Lze to vztáhnout k síle skutečného koně?
Koňská síla nebo kůň (pozor, není to totéž, ale to si vysvětlíme později) je zastaralá jednotka výkonu, a proto není součástí Mezinárodní soustavy jednotek ani z ní odvozených jednotek SI. Proto se zabýváme především oficiálním údajem v kilowattech (kW). Je však třeba dodat, že přepočet na koňské síly nebo koňské motory je automaticky uváděn jako plnohodnotná alternativa prakticky ve všech oficiálních tiskových zprávách výrobců automobilů.
Překvapivě sám James Watt stál za konceptem koňské síly, protože chtěl prodávat parní stroj a potřeboval jeho výkon přirovnat k něčemu, co by bylo zákazníkům známé. Měl zkušenosti s poníky, a tak odhadoval, že výkon normálního dospělého koně je zhruba o 50 % vyšší. Vznikla tak jednotka „koňské síly“. Zjednodušená definice říká, že se jedná o energii potřebnou k přemístění 550 liber (téměř 250 kg) o 1 stopu (30,47 cm) za 1 sekundu. Nebo také 33 tisíc liber stop za jednu minutu.
Aby to bylo trochu složitější, jednu koňskou sílu Watt definoval jako výkon, který podává nepřetržitě pracující kůň zapřažený do postroje, táhnoucí náklad o hmotnosti 81,64 kg a urazí 144 kol o poloměru 3,65 m za jednu hodinu. Prostě výkon byl prací vykonanou za určitý čas, přičemž práce se odvíjela od součinu síly a vzdálenosti. V přepočtu na britské imperiální jednotky to po dosazení do vzorce vychází na 32 572 librových stop za minutu. Zaokrouhleno podle Watta, 33 tisíc, jak píše server IFL Science.
Není kůň jako kůň. PS není totéž co HP
Ve Wattově době (tj. v 18. století) soustava SI samozřejmě neexistovala, a co hůř, definice libry nebo stopy se časem měnila a podle toho se měnila i definice její jednotky. Sám vynálezce zaokrouhlil svůj výpočet o 1,3 % a vztah mezi librou (jednotkou hmotnosti) a librou (jednotkou síly) byl rovněž stanoven nevhodně. Dnes se jejich poměr určuje podle dohody o gravitačním zrychlení, ale to už trochu odbočujeme. Stručně řečeno…
Pokud použijeme tzv. mezinárodní stopu (0,3048 m) a libru z běžného Aduvoirpoisova váhového systému (přesně 0,45359237 kg) a použijeme je k přepočtu Wattových 33 tisíc librových stop za minutu, dostaneme hodnotu 745,6998 W. V tomto případě se jedná o tzv. mechanickou koňskou sílu, která se používá ve Velké Británii, Spojených státech nebo zemích Commonwealthu.
Obrácený přepočet je 1 kW = 1,34102 koňské síly.
V Evropě, Asii a Jižní Americe se pro změnu používá tzv. „metrická koňská síla“, která byla definována v Německu koncem 19. století a Němci ji dodnes nazývají Pferdestärke (PS), v překladu koňská síla. Dříve se nazývala metrická koňská síla, a protože se při jejím přepočtu používaly kilopondy, které byly v soustavě SI nahrazeny newtony, její hodnota je jiná. 1 PS nebo 1 kůň má hodnotu 735,4987 W.
Obrácený přepočet je 1 kW = 1,35962 k.
Asi tušíte, že dvě různé hodnoty mohou způsobit pěkný zmatek. Ve Velké Británii a Spojených státech se parametry udávají v koňských silách, zatímco u nás, v Evropě a v Asii se jedná o koňské síly, což je zase ekvivalent německého Pferdestärke, tedy opět koňské síly. Jak to obejít?
Je to jednoduché. Parametry v USA a Británii jsou „koňské síly“, ve zbytku světa „koně“. A platí jednoduchý přepočet. Chcete-li z koňské síly získat výkon v koních, vynásobte jej číslem 1,0139.
Kolik koní má živý kůň?
Pokud si myslíte, že skutečný kůň má sílu jednoho koně, jste na omylu. Poměr 1:1 zde neplatí ani zdaleka. Odhaduje se, že zdravý dospělý kůň může při plném cvalu vyvinout výkon 9 až 12 kW, tedy 12 až 15 koňských sil.
Dvojice vědců (R. D. Stevenson a Richard J. Wassersug) publikovala v červenci 1993 v časopise Nature článek, který naznačuje, že její výkon může být ještě vyšší. Obsah článku vychází z pozorování na zvířatech a uvádí, že maximální udržitelný mechanický výkon na kilogram svalu se může pohybovat mezi 100 a 200 watty. Odhadli také, že kosterní svalstvo (příčně pruhované svalstvo) tvoří asi 45 % hmotnosti zvířete, ale při cvalu využívá pouze 30 %.
Vzhledem k tomu, že dospělý kůň váží v průměru kolem 600 kg (v závislosti na plemeni), mohl by podle studie generovat 18 až 36 tisíc wattů. Pokud použijeme přepočet, dostaneme údaj 24 až 49 koní. Jedná se však o třicet let starý článek a vědci se nyní domnívají, že maximální výkon těchto zvířat je jen 12 až 15 koní.
Mýtus, že koňská síla je výkon jednoho koně, tedy není pravdivý. Zvíře má ve skutečnosti mnohem větší sílu. Zároveň, pokud chcete výkon vozidla v koňských silách, dejte si pozor, zda se jedná o tzv. metrického nebo mechanického koně. Nebo to můžete uvést v kilowattech, pak se určitě nespletete.
Zdroj: redakce, iflscience.com, nature.com