[스크랩] ☞ 1마력의 힘 ..

1W(와트)는 1N의 힘으로 물체를 1초동안 1m 이동시키는 일을 말합니다.

 

반면 1마력은 말 한필이 할 수 있는 일을 뜻하며,

 

보통 75kg의 물체를 1m 높이로 들어올리는데 1초가 걸림을 의미합니다.

 

75kg 물체는 75 × 9.8 (N)의 힘으로 들어올릴 수 있습니다.

 

때문에  735 W = 1마력 와 같다고 합니다.

 

하지만, 이전부터 마력의 단위를 먼저 사용한 나라에서는 1마력 = 746W 로

 

쓰고 있다고 합니다.

 

여하튼 두 값은 서로 비례하므로

 

    1마력 = 746 W

 

 1/2 마력 = 0.5 마력 = 373W

 

 1/3 마력 = 248.7 W

 

 1/4 마력 = 0.25 마력 = 186.5W

 

그리고 0.75마력 이라면 3/4 마력 = 559.5 W 이겠네요.

 

 

< 화정(花井) 아이작 과학전문학원 김과장 >

 

 

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마력의 내력

기계나 물체를 쉬지 않고 계속 움직이게 하는 힘을 동력 또는 원동력이라고 한다. 그리고 그 동력의 크기는 단위 시간당 할 수 있는 일의 양인 일률이라는 물리량을 써서 잰다. 일률의 단위 가운데 흔히 마력(H.P., h.p.,HP)을 사용한다.

그런데 엄격히 말한다면 그 마력에는 영국 마력과 프랑스 마력(미터 마력)의 두 가지가 있다. 옛날 제임스 와트(1736∼1819)가 자기가 개발한 증기 기관의 성능을 재기 위해 도입한 것이 영국식 마력이다. 이때 1마력은 영국식 단위계인 길이의 단위 피트(1ft=0.3048m)와 무게의 단위 파운드(1lb=0.453592kg중=453.592g중)를 써서 550ft·lb로 정의된다. 이것을 다른 일률 단위인 와트(W)로 환산하면, 영국 런던에서 중력 가속도(g)의 값은 9.8119m/s2이므로 다음과 같다.

1H.P.=550×0.3048×0.453592×9.8119=746.0985W=약 746W

1마력은 이것이 설정된 1765년 당시의 영국산의 말 한 마리가 할 수 있는 일률이었다.

일률을 우력(소의 힘)이 아니라 마력(말의 힘)으로 나타낸 까닭은 당시 광산에서 갱도에 고인 물을 퍼내는 데 말의 힘을 빌렸기 때문이다. 그 시대에는 지금처럼 펌프나 전기 모터가 있지 않았다. 실제로 와트는 그의 개량형 증기 기관을 판매할 때 이 증기 기관이 몇 마력, 즉 말 몇 마리가 할 수 있는 힘을 내는가를 구체적으로 수치화함으로써 큰 인기를 얻었다고 한다. 와트의 증기 기관과 마력이란 단위는 곧 유럽 여러 나라에 널리 보급되었다.

그러자 영국식 단위계가 아니라 미터 단위계를 쓰는 프랑스나 독일에서는 이 영국식 마력 대신에 미터 단위계를 쓴 미터 마력(프랑스식 마력)을 새로이 도입했다. 이 프랑스식의 미터 마력은 기호로서 PS를 쓰며 다음과 같이 환산된다.

1미터 마력=1PS=75kg중m/s=75×9.80665kgm2/s3=735.49875W=약 735.5W (여기서 중력 가속도는 9.80665m/s2이다)


자동차의 마력

▼적당한 중량:마력▼

보통 10kg/1마력이면 무난하게 타고 다닐 수 있는 보통 차종이고 이보다 낮으면 가속력이 좋고, 높을수록 둔한 차가 됩니다.
대체로 고성능 세단은 1마력당 7(kg.이하 생략), 스포츠카들은 3~6 수준이며 시속 300km/h를 넘나드는 수퍼카급은 2~3 정도입니다.

F1 경기용차는 0.7에 불과해 차가 아니라 말 그대로 머쉰입니다. F1은 티코 정도의 무게에 엔진출력은 16배인 800마력 정도니까요.
10은 일반적인 운전자가 규정속도를 지키면서 편안하게 운전을 하면 가장 좋은 연비가 나오는 중량:마력 비율로 봅니다.

그러나 자동변속기이거나 오르막이 많은 지형에서 운전, 급가속을 자주 하는 편이라면 8~9인 차가 연비가 더 좋을 수가 있으며 평지에서 시속 80km/h로 정속주행을 하는 비율이 높으면 11~12이 연료를 적게 먹습니다.

즉, 스포티하게 운전하는 분에게는 중량:마력 비율이 10보다 약간 낮은 차가 적당하고 차분한 운전자라면 10:1이나 그보다 약간 높아도 괜찮습니다.
하지만 7~12의 범위를 벗어나면 아무리 얌전하게 운전해도 좋은 연비가 나올 수가 없습니다. 배기량이 한 등급이 높거나 낮은 엔진을 쓰는 것이 연비가 더 좋아진다는 뜻이죠.

이것을 다른 면에서 보면 차체 중량이 무겁고 배기량이 큰 차는 에어컨을 틀거나 탑승자가 많아도 연비의 변화가 크지 않은 반면에 가볍고 배기량이 작은 차는 동승자가 1명만 늘어도 연비가 크게 나빠집니다. 중량:마력 비율이 높을수록 작은 무게 증가에도 연비의 변화가 심합니다.

▼국산 승용차의 중량:마력 비율▼

우리나라 승용차의 중량과 마력을 살펴보면 보면 다음과 같습니다.
엔진은 △800cc 50마력 △1000cc 70마력 △1500cc 100마력 △1800cc 130마력 △2000cc 140마력 △2500cc 170마력 △3000cc 200마력 수준입니다.

차량 중량은 △경차 800kg △소형차 1000kg △준중형 1200kg △중형 1400kg △대형 1600~1800kg △초대형 1800~2000kg입니다.
여기에다 10kg/1마력 공식을 적용해보면 차종별로 적당한 배기량은 △경차 1000cc △소형차 1500cc △준중형 1800cc △중형 2000cc △대형 2500~3000cc △초대형 3000~3500cc라는 결론이 나옵니다.

위에서 보듯이 800cc 경차와 1500cc 준중형은 12~14로 차체중량에 비해 출력이 부족한 편이라서 약간 출력이 높은 엔진을 선택하면 더 좋은 연비가 나올 것이라는 추정이 가능합니다. 가뜩이나 부족한 출력에 자동변속기까지 선택하면 연료효율은 더욱 나빠져 경차는 1500cc 소형, 준중형은 2000cc 중형의 수동변속기 모델과 연비가 비슷해지는 것을 경험하게 됩니다.

참고로 미국과 유럽의 일반적인 승용차들은 보통 9~11의 사이의 비율을 보입니다.

출처 : 여행나라 칼럼

글쓴이 : 여행나라-문봉재 원글보기

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