Oppgave

Forsøk: Klarer du å yte en hestekraft?

Hvor sterk er egentlig en hest, og kan vi måle oss med den? I dette forsøket undersøker vi hvor mye kraft vi klarer å produsere, og sammenlikner det med den klassiske måleenheten hestekraft. Klarer du å yte én hestekraft?

To brune hester. Foto. — To hester klarer sikkert å yte to hestekrefter, men hvor mange klarer du?

Hva er effekt?

Effekt forteller hvor mye energi som brukes eller overføres per sekund. Jo høyere effekt, desto mer energi på kort tid. Derfor er effekt et viktig mål på ytelsen til blant annet motorer, lyspærer og varmeovner.

Tidligere brukte man enheten hestekrefter (hk). På slutten av 1700-tallet ville James Watt finne ut hvor mye arbeid en hest kunne gjøre. Han regnet ut at en hest klarte å løfte 75 kg én meter opp på ett sekund. Dette tilsvarer:

$\frac{75 kg \cdot 9,8 \frac{m}{s^{2}} \cdot 1 m}{1 s} = 735 W$

Dermed ble 1 hestekraft definert som 735 watt. I dag bruker vi watt (W) og kilowatt (kW) som standard, men hestekrefter brukes fortsatt ofte om biler og motorer.

Siluett av hest som trekker et lodd på 75 kg 1 meter opp i lufta på ett sekund. Illustrasjon. — Definisjonen av hestekraft

Effekt i praksis

I praksis varier effekt med både bruksområde og behov. Se bare på disse eksemplene:

En lettmotorsykkel kan ha et slagvolum på 125 kubikkcentimeter (cm³) og en effekt på 9 000 W. Dette tilsvarer cirka 12 hestekrefter (hk) fordi en hestekraft er 735 W. Dette er nødvendig for å gi nok kraft til å akselerere raskt og oppnå høy hastighet.
Ei LED-lyspære på 7 W gir nok energi til å lyse opp et rom, men effekten er svært liten sammenliknet med en motor.
Ei kokeplate har gjerne en effekt på rundt 2 000 W (2 kW), noe som er mye mer enn ei lyspære, men betydelig mindre enn en motorsykkel.

Men hva betyr det å være effektiv?

Å være effektiv handler om å bruke minst mulig energi, tid eller ressurser for å oppnå et ønsket resultat. I tekniske sammenhenger betyr dette å få mest mulig arbeid utført med lavest mulig energiforbruk.

Klarer du å yte en hestekraft?

Diskuter i klassen

Hvor mange hestekrefter tror dere at dere klarer å yte hver for dere?

Utstyr

stoppeklokke
målebånd
vekter eller annen mulighet for å finne elevens masse
kalkulator
trapp det er mulig å løpe i

Framgangsmåte

Bruk dokumentet og fyll inn målinger og beregninger.

Innfylling hestekrefter(DOCX)

Oppsummering

Sammenlikn resultatene i klassen, og diskuter hvilke faktorer som påvirker effekt. Hvorfor tror dere det er vanligere å bruke kW enn hestekrefter når vi angir effekt?

Regneoppgaver

For å forstå hvordan effekt brukes i ulike sammenhenger, kan det være nyttig å regne litt. Ohms lov ( $U=R \cdot I$ ) og effektformelen ( $P=U \cdot I$ ) er sentrale innen yrkesretningen elektroteknikk.

Oppgave 1. Effekten til en person som yter en hestekraft

En person veier 70 kg og løper opp ei trapp på 3 meter på 2 sekunder.

Beregn personens effekt i watt.
Hvor mange hestekrefter tilsvarer dette?

Løsning

Disse verdiene er gitt:

masse (m) = 70 kg
høyde (h) = 3 meter
tid (t) = 2 sekunder
gravitasjon (g) = 9,81 m/s²

Arbeidet som er utført, er $W=m \cdot g \cdot h=70 kg \cdot 9,81 \frac{m}{s^{2}} \cdot 3 m = 2059, 1 J$ .

Effekten dette tilsvarer, er $P= \frac{W}{t} = \frac{2059,1 J}{2 s} =1029,6 watt$ .

Dette tilsvarer $\frac{1029,6 W}{735 \frac{W}{h k}} \approx 1, 4 h k$ .

Oppgave 2. Effekten til en motor

En motor har en effekt på 5 kW. Hvor mange hestekrefter tilsvarer dette?

Løsning

Vi tar utgangspunkt i at

$1 hk = 735,5 W$

Gjør om fra kW til W:

1 kW = 1000 W

Det betyr at

$5 k W = 5 \cdot 1000 W = 5000 W$

For å finne ut hvor mange hestekrefter dette tilsvarer, må vi finne ut hvor mange ganger 735 W går opp i 5 000 W. Det kan vi finne ved å dele 5 000 W på 735 W:

$\frac{5000 W}{735 \frac{W}{h k}} \approx 6, 8 h k$

Oppgave 3. Effekten til ei lyspære

Ei lyspære bruker 60 W. Hvor mange slike lyspærer trengs for å få én hestekraft?

Løsning

Vi tar utgangspunkt i at

$1 h k = 735 W$

Hvor mange lyspærer på 60 W må vi ha for å få minst 735 W til sammen? Det kan vi finne ut ved å dele 735 W på 60 W:

$\frac{735 W}{60 W} = 12, 25$

Du trenger cirka 13 lyspærer på 60 W for å få én hestekraft.

Oppgave 4. Ohms lov og effektformelen

En elektrisk motor drives med ei spenning på 230 V og trekker en strøm på 10 A. Hva er effekten til motoren? Bruk formelen P = U ⋅ I, hvor P er elektrisk effekt i watt, U er spenningen i volt, og I er strømstryken i ampere.

Løsning

Vi bruker formelen P = U ⋅ I:

$P = U \cdot I = 230 V \cdot 10 A = 2300 W = 2, 3 k W$

Kilde

Horsepower. (2025, 25. mai). I Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Horsepower