หลายคนคงคุ้นหูกับคำว่า “แรงม้า” กันอยู่บ้างในชีวิตประจำวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสากรรมรถยนต์ ที่มักมีการโฆษณากันบ่อย ๆ ว่ารถคันนี้มีหลายแรงม้า ด้วยความสงสัยว่าแรงม้าเป็นหน่วยวัดที่เทียบมาจากกำลังของมาจริงไหม ทำไมถึงมีชื่อเรียกว่าแรงม้าแต่ไม่ใช่แรงของสัวต์ตัวอื่น? เราจะพาทุกคนมาหาคำตอบไปพร้อมกันในบทความนี้
ความหมายของ “แรงม้า”
แรงม้า (Horse Power) หรือ HP คือ หน่วยที่ใช้วัดกำลังของเครื่องยนต์ และเป็นหน่วยบอกกำลังสูงสุดที่รถสามารถทำได้ โดยหน่วยวัดแรงม้า ได้รับการนิยามมาจาก “เจมส์ วัตต์” (James Watt) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ซึ่งเขาได้คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำรุ่นใหม่ที่มีชื่อว่า “โธมัส นิวโคเมน” (Thomas Newcomen) ขึ้นมาในยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม โดยเจมส์ วัตต์ได้คิดค่าลิขสิทธิ์เป็นมูลค่า 1 ใน 3 ของจำนวนถ่านหินที่ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง
ทว่าในยุคนั้นมีคนจำนวนมากไม่เคยใช้เครื่องจักรไอน้ำ เนื่องจากยังมีการใช้แรงงานสัตว์ในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย จึงไม่สามารถคำนวณค่าลิขสิทธิ์ตามหลักการของวัตต์ได้ เขาจึงคิดสูตรการคำนวณพลังของม้าที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องจักร โดยนำมาเปรียบเทียบกับหน่วยพลังงานของเครื่องจักรไอน้ำ และคำนวณออกมาว่าเครื่องจักรสามารถทำงานทดแทนแรงของสัวต์ได้มากเพียงใด จากนั้นจึงนำไปคิดเป็นค่าลิขสิทธิ์ในอุตสาหกรรม
แรงม้าวัดจากอะไร
เจมส์ วัตต์ ได้คำนวณออกมาว่า ม้าสามารถหมุนเครื่องโม่แป้งที่มีรัศมี 12 ฟุต ได้ทั้งสิ้น 144 ครั้ง ภายใน 1 ชั่วโมง หรือเท่ากับ 2.4 ครั้ง ต่อนาที จึงเทียบได้กับสมการ คือ กำลัง (p) = งาน (w) / เวลา (t) = [แรง (F) x ระยะทาง (d)] / เวลา (t) จึงได้ตัวเลขออกมาว่า 1 แรงม้า = [(180 ปอนด์) x (2.4 x 2π x 12 ฟุต)] / 1 นาที = 32,572 ฟุต-ปอนด์ต่อนาที ปัดเศษเป็น 33,000 ฟุต-ปอนด์ต่อนาที
นอกจากนี้วัตต์ยังเคยทำการทดลองเพิ่มเติม และพบว่า “ม้าแคระ” ส่วนมากยกของน้ำหนัก 220 ปอนด์ ได้สูง 100 ฟุต ต่อ 1 นาที ในการทำงานเป็นกะ กะละ 4 ชั่วโมง ส่วน “ม้าตัวใหญ่” มีกำลังมากกว่าม้าตัวเล็ก 50% ค่าแรงม้าที่ได้จึงได้เป็น 1.5 x 100 x 220 = 33,000 ฟุต-ปอนด์ต่อนาที
แม้ในปัจจุบันเราจะได้ยินคำว่า “แรงม้า” อย่างแพร่หลายในแวดวงเครื่องยนต์ แต่หน่วยแรงม้าแบบที่เจมส์ วัตต์คิดค้นนั้นตกรุ่นไปแล้ว และเปลี่ยนมาใช้ระบบ SI (The International System of Unit) ซึ่งเป็นระบบระหว่างประเทศที่มีความแพร่หลายมากกว่า
ดังนั้ัน เมื่อเทียบค่าแรงม้าตามระบบ SI ตามสูตร 1 hp = 745.69987158227022 W จะได้ผลลัพธ์ที่เข้าใจง่ายที่สุด คือ 1 แรงม้าเท่ากับ 746 วัตต์ เมื่อใช้งานม้า 1 ตัว เพื่อปั่นไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ก็จะได้กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องกันทั้งหมด 746 วัตต์นั่นเอง ซึ่งว่ากันว่ามนุษย์อย่างเรามีแรงเฉลี่ยเพียง 0.05 หรือ 1 ต่อ 20 ของกำลังที่ม้าทำได้ ถ้าสมมติฐานนี้เป็นจริงแปลว่า 1 แรงม้ามีกำลังมากกว่าแรงคนอย่างเราถึง 5 เท่าเลยทีเดียว!
อ่านข่าวที่เกี่ยวข้อง
- รู้แล้ว สาเหตุ ‘ฝารองนั่งชักโครก’ เว้าด้านหน้า เหตุผลสุดทึ่งจากผู้ผลิต
- หมอไขคำตอบ ทำไม คนเป็นความดัน ถึงห้ามดื่ม กาแฟ ในตอนเช้าตรู่
- รู้หรือไม่ เมืองที่มีร้านกาแฟมากที่สุดในโลก ไม่ใช่อิตาลี แต่อยู่ในเอเชีย
อ้างอิง : The Windustry
ภาพ : วิกิพีเดีย
