活的发动机和机械发动机

时间:2023-11-17 08:19:01

一个人是否可以产生1马力的功率?或者,一个人是否能够在1秒的时间里,做735焦耳的功?

我们通常认为,在正常的工作条件下,一个人所能产生的功率是活的发动机和机械发动机

马力,也就是70瓦特~89瓦特。这种观点并没有什么错误,但在一些特殊的条件下,人能够在非常短的时间里产生比这个数值大得多的功率。比如,如图 所示,我们在快速沿着楼梯上楼的时候,所做的功大概就是80焦耳/秒。以一个体重约为70千克的人为例,如果这个人在1秒钟内能走过6级台阶,每级台阶的高度约为17厘米,这时他所做的功就等于:70×6×0.17×9.8≈700焦耳。

活的发动机和机械发动机

图 人在上楼梯时可以产生1马力的功率。

这跟1马力的功率(也就是735焦耳),已经非常接近了。而且,这个数值大概是一匹马所能产生功率的活的发动机和机械发动机

倍。当然了,这个过程是非常短的,顶多能维持几分钟的时间,然后就必须休息一会儿。如果把休息的时间也计算进去,那我们所产生的平均功率就只有0.1马力了。

很多年前,在短距离(90米)赛跑中,有个运动员产生了5520焦耳/秒(约7.4马力)的功率。

其实,在某些时候,一匹马所产生的功率也可以非常大。在 图 中,这 匹马的体重是500千 克,它在1秒的时间里跳起来的高度是1 米 。 这 时 , 它 所 做的功就是5000焦耳,约为:活的发动机和机械发动机

马力。

活的发动机和机械发动机

图 这匹马在此时产生7马力的功率。

在前文中提到过,1马力的功率大概相当于一匹马平均功率的活的发动机和机械发动机

倍。图中的这匹马的功率达到了平均功率的10倍左右。

如图所示,“活的发动机”可以在非常短的时间里让自己产生的功率提高很多倍,这是机械发动机无法实现的。毋庸置疑的是,如果在平坦的马路上,一辆10马力的汽车肯定比两匹马拉的马车行驶得快。但是,在沙地里,汽车可能会陷到沙子里,而两匹马却可以在需要的时候产生15马力甚至更大的功率,所以马车可以克服这一阻碍。有一位著名的物理学家曾经对此发表过评论:

活的发动机和机械发动机

图 “活的发动机”有时比机械发动机好。

从某个角度来看,马真是一台非常有用的机器。在汽车还没有发明以前,我们很难体会它所产生的效能到底有多大,因为马车都是用两匹马来拉的。但是,作为汽车,要想不让它在一个小土堆前面停下,可能需要相当于12匹~15匹马的功率。