Oppgåve

Forsøk: Klarer du å yte ei hestekraft?

Kor sterk er eigentleg ein hest, og kan vi måle oss med han? I dette forsøket undersøker vi kor mykje kraft vi klarer å produsere, og samanliknar det med den klassiske måleininga hestekraft. Klarer du å yte éi hestekraft?

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

Kva er effekt?

Effekt fortel kor mykje energi som blir brukt eller overført per sekund. Jo høgare effekt, desto meir energi på kort tid. Derfor er effekt eit viktig mål på ytinga til mellom anna motorar, lyspærer og varmeomnar.

Tidlegare brukte ein eininga hestekrefter (hk). På slutten av 1700-talet ville James Watt finne ut kor mykje arbeid ein hest kunne gjere. Han rekna ut at ein hest klarte å løfte 75 kg éin meter opp på eit sekund. Dette svarer til:

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

Dermed vart 1 hestekraft definert som 735 watt. I dag bruker vi watt (W) og kilowatt (kW) som standard, men hestekrefter blir framleis ofte brukte om bilar og motorar.

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

Effekt i praksis

I praksis varier effekt med både bruksområde og behov. Sjå berre på desse døma:

Ein lettmotorsykkel kan ha eit slagvolum på 125 kubikkcentimeter (cm³) og ein effekt på 9 000 W. Dette svarer til cirka 12 hestekrefter (hk) fordi ei hestekraft er 735 W. Dette er nødvendig for å gi nok kraft til å akselerere raskt og oppnå høg fart.
Ei LED-lyspære på 7 W gir nok energi til å lyse opp eit rom, men effekten er svært liten samanlikna med ein motor.
Ei kokeplate har gjerne ein effekt på rundt 2 000 W (2 kW), noko som er mykje meir enn ei lyspære, men mykje mindre enn ein motorsykkel.

Men kva betyr det å vere effektiv?

Å vere effektiv handlar om å bruke minst mogleg energi, tid eller ressursar for å oppnå eit ønskt resultat. I tekniske samanhengar betyr dette å få mest mogleg arbeid utført med lågast mogleg energiforbruk.

Klarer du å yte ei hestekraft?

Diskuter i klassen

Kor mange hestekrefter trur de at de klarer å yte kvar for dykk?

Utstyr

stoppeklokke
måleband
vekter eller anna moglegheit for å finne massen til eleven
kalkulator
trapp det er mogleg å springe i

Framgangsmåte

Bruk dokumentet og fyll inn målingar og berekningar.

Innfylling hestekrefter(DOCX)

Oppsummering

Samanlikn resultata i klassen, og diskuter kva faktorar som påverkar effekt. Kvifor trur de det er vanlegare å bruke kW enn hestekrefter når vi angir effekt?

Rekneoppgåver

For å forstå korleis effekt blir brukt i ulike samanhengar, kan det vere nyttig å regne litt. Ohms lov ( $U=R \cdot I$ ) og effektformelen ( $P=U \cdot I$ ) er sentrale innan yrkesretninga elektroteknikk.

Oppgåve 1. Effekten til ein person som yter ei hestekraft

Ein person veg 70 kg og spring opp ei trapp på 3 meter på 2 sekund.

Berekn effekten til personen i watt.
Kor mange hestekrefter svarer dette til?

Løysing

Desse verdiane er gitt:

masse (m) = 70 kg
høgde (h) = 3 meter
tid (t) = 2 sekund
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 svarer til, er $P= \frac{W}{t} = \frac{2059,1 J}{2 s} =1029,6 watt$ .

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

Oppgåve 2. Effekten til ein motor

Ein motor har ein effekt på 5 kW. Kor mange hestekrefter svarer dette til?

Løysing

Vi tek utgangspunkt i at

$1 hk = 735,5 W$

Gjer om frå kW til W:

1 kW = 1000 W

Det betyr at

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

For å finne ut kor mange hestekrefter dette svarer til, må vi finne ut kor mange gonger 735 W går opp i 5 000 W. Det kan vi finne ved å dele 5 000 W på 735 W:

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

Oppgåve 3. Effekten til ei lyspære

Ei lyspære bruker 60 W. Kor mange slike lyspærer trengst for å få éi hestekraft?

Løysing

Vi tek utgangspunkt i at

$1 h k = 735 W$

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

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

Du treng cirka 13 lyspærer på 60 W for å få éi hestekraft.

Oppgåve 4. Ohms lov og effektformelen

Ein elektrisk motor blir driven med ei spenning på 230 V og trekker ein straum på 10 A. Kva er effekten til motoren? Bruk formelen P = U ⋅ I, der P er elektrisk effekt i watt, U er spenninga i volt, og I er strømstryken i ampere.

Løysing

Vi bruker formelen P = U ⋅ I:

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

Kjelde

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