Что сильнее — живая лошадь или одна лошадиная сила двигателя?

Во времена паровых машин инженеру Джеймсу Уатту необходимо было не только придумать единицу измерения мощности, но и убедить владельцев мельниц, что его изобретения сильнее лошадей. В результате появилась единица измерения “лошадиная сила”, с тех пор прочно вошедшая в обиход. Казалось бы, она говорит сама за себя, и можно предположить, что 1 л.с. примерно равна силе одной живой лошади. Но вот парадокс — одна живая лошадь на самом деле способна выдавать гораздо больше одной “лошадиной силы” — как это вообще возможно?

Откуда появилась “лошадиная сила”

Лошади веками использовались как рабочая сила — они крутили мельницы, тянули повозки, пахали поля. Когда Джеймс Уатт начал продавать паровые двигатели, люди сомневались — насколько они лучше привычных животных?

Чтобы доказать эффективность своей машины, Уатт провел грубые расчеты. Он наблюдал за лошадью, которая вращала жернов в течение четырех часов, и пришел к выводу, что за одну секунду она способна сдвинуть 249 килограммов на один фут (примерно 30 сантиметров). Это и стало определением одной лошадиной силы — около 745 ватт.
Но это была лишь усредненная величина — столько лошадь может выдавать в течение всего рабочего дня. То есть фактически — это не предел ее возможностей, а просто стабильная нагрузка.

Сколько “лошадиных сил” в одной лошади на самом деле

Если смотреть на реальные показатели, то оказывается, что в пике одна лошадь может развивать мощность в 12–15 лошадиных сил. Это выяснили еще в 1993 году, когда ученые проанализировали физические характеристики лошадей.

Исходя из того, что скелетные мышцы составляют около 45% массы тела, а в активной работе задействовано около 30% этих мышц, лошадь весом 600 кг теоретически может выдавать до 24 000 ватт, то есть 32 лошадиные силы. Это — максимальная оценка. На практике же, во время соревнований по тяге на ярмарке в Айове в 1925 году были осуществлены замеры, и они показали, что лошади достигают мощности от 12 до почти 15 л. с. — но только на несколько секунд, в пиковом усилии.

Получается, что лошадиная сила — это весьма скромная единица, по сравнению с реальными возможностями животного. В течение всего дня лошадь действительно выдаёт примерно 1 л. с., но в коротком забеге она способна развить мощность в 10 раз больше.

Это наглядный пример того, как условные величины иногда не отражают реальность. Сегодня мы привыкли слышать о сотнях “лошадей” под капотом машины, но это не значит, что автомобиль мощнее животных на порядок — все зависит от ситуации.

В спортивной машине, например в болиде Формулы-1, может быть более 1000 л. с., а у обычного автомобиля — в среднем 100 до 250. И это уже совершенно другой уровень мощности, недоступный ни одной живой лошади. Но зато в точечном, коротком усилии — при рывке, прыжке или резком ускорении — даже одно животное способно удивить.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Иронично, что лошадь проиграла в соревновании с паровой машиной, несмотря на то, что оказалась мощнее в пике. Просто двигатель выдает одинаковую мощность весь день — а лошадь устает, и ее мощность падает. В итоге побеждает не только сила, но и выносливость.