One Horsepower — What Watt Actually Measured
Links ein Pferdegöpel: Pferde vor Baumstangen gespannt, die im Kreis gehen und einen Kübel aus einem Grubenschacht heben. Rechts eine von Watts Dampfmaschinen, die dieselbe Arbeit im selben Takt tut. Ein einziger Schieberegler gibt der Maschine ihre Nennleistung in Pferdestärken, und der Göpel bekommt genau so viele Pferde. Das ist die Definition der Einheit selbst, als Maschine zum Einstellen.
So benutzt du diese Simulation
- „Nennleistung der Maschine“ — der einzige Schieberegler, 1 bis 8 PS. Der Göpel gewinnt oder verliert bei jedem Schritt ein Pferd, eine Stange und einen Zugstrang.
- Ziehen Sie auf der Szene, um den Schachtkopf zu umrunden.
Worauf du achten solltest
- Dieselbe Leistung in vier Schreibweisen: Watt, Kilowatt, Pferdestärken und Watts eigene Fuß-Pfundkraft pro Minute.
- Eine Pferdestärke mehr, und weitere 2446 N gehen den Schacht hinauf — mit demselben stetigen Fuß je Sekunde, nie schneller.
- Die beiden Kübel bleiben den ganzen Weg auf gleicher Höhe, und genau diesen Vergleich wollte Watt seinen Kunden ermöglichen.
- Die Prüfzeile P = Fv gibt die Nennleistung exakt zurück, weil die Definition der Einheit selbst eine Kraft mal eine Geschwindigkeit ist.
Die Physik dahinter
Als Watt seine Maschinen verkaufen wollte, wussten seine Kunden längst, was ein Gespann Pferde kostete und was es bewegen konnte — also drückte er seine Maschinen in derselben Währung aus. Er definierte eine Pferdestärke als eine Arbeitsrate von 33 000 Fuß-Pfundkraft pro Minute — 550 lbf·ft in jeder Sekunde — das sind 550 × 4,448 N × 0,3048 m/s = 745,7 W, also rund 746 W. Beide Maschinen heben hier 2446 N je Pferdestärke mit 0,3048 m/s, sodass P = Fv die Nennleistung schon der Konstruktion nach wiedergibt. Festzuhalten bleibt: Die Pferdestärke ist eine Übereinkunft zum Vergleichen, nicht das Maß eines bestimmten Tieres — wirkliche Pferde liegen darüber und darunter.