Viete, koľko koní má jeden kôň? Príbeh skrytý za starými jednotkami výkonu

Pokiaľ ide o základné technické údaje o aute, v prípade motora nás okrem spotreby zaujíma hlavne výkon. Uvádza sa v kilowattoch (kW) podľa odvodených jednotiek sústavy SI a aj napriek tomu, že by sme nemali používať kone či skratky „ps“, „hp“ alebo „bhp“, opak v bežnom živote je pravdou. Na tie staré, menej presné a vzájomne nezameniteľné jednotky sme takí zvyknutí, že nepomohlo ani medzinárodné nariadenie. Viete ale, že je rozdiel medzi tým, keď poviete „kone“ a „konská sila“? A čo to tá konská sila vlastne je? Dá sa vztiahnuť na silu skutočného koňa?

Konská sila alebo kôň (pozor, nie je to to isté, ale to si vysvetlíme neskôr) je zastaralá jednotka výkonu a nie je preto súčasťou medzinárodnej sústavy jednotiek SI, respektíve z nich odvodených jednotiek SI. V prvom rade sa preto stretávame s oficiálnym údajom v kilowattoch (kW). Mali by sme ale dodať, že prepočet na kone či konské sily automaticky uvádzajú prakticky všetky oficiálne tlačové správy automobiliek ako plnohodnotnú alternatívu. 

Za pojmom kôň/konská sila stojí prekvapivo samotný James Watt, ktorý chcel predávať parný stroj a jeho výkon potreboval prirovnať k niečomu, čo by bolo známe aj zákazníkom. Mal skúsenosti s poníkmi, a tak odhadol, že výkon bežného dospelého koňa je zhruba o 50 percent vyšší.

Vznikla tak jednotka „horse power“, teda konská sila. Zjednodušená definícia hovorila, že ide o energiu, ktorú treba vynaložiť na presunutie 550 libier (takmer 250 kg) o 1 stopu (30,47 cm) za 1 sekundu. Alebo tiež 33-tisíc libro-stôp za jednu minútu.

Aby to bolo ešte o čosi komplikovanejšie, jednu konskú silu Watt definoval ako „výkon, ktorý odovzdáva kontinuálne pracujúci kôň, ktorý je zapriahnutý v gápli [mechanizmus na kruhový pohon rôznych zariadení, pozn. red.], a ťahá náklad s hmotnosťou 180 libier (81,64 kg) a prejde pri tom za hodinu 144 kôl s polomerom 12 stôp (3,65 m)“. 

Jednoducho výkon bola práca vykonaná za nejaký čas, pričom práca vychádzala zo súčinu sily a vzdialenosti. Vztiahnuté k britským imperiálnym jednotkám to po dosadení do vzorca vychádzalo na 32 572 libro-stôp za minútu. Zaokrúhlene podľa Watta 33-tisíc.

Nie je kôň ako kôň. Ps nie je to isté čo hp

Vo Wattovej dobe (teda v 18. storočí) sústava SI, samozrejme, neexistovala a horšie bolo, že sa časom menila i definícia libry či stopy a podľa toho sa upravovala i definícia jeho jednotky. Už samotný vynálezca zaokrúhlil svoj výpočet o 1,3 percenta, nevhodne bol tiež stanovený vzťah medzi librou (jednotkou hmotnosti) a librou (jednotkou sily). Dnes ich pomer určuje dohoda o tiažovom zrýchlení, ale to už trochu odbočujeme. Skrátka…

Ak použijeme takzvanú medzinárodnú stopu (0,3048 m) a libru z obecnej váhovej sústavy Avoirdupois (0,45359237 kg presne) a aplikujeme ich na prepočet Wattových 33-tisíc libro-stôp za minútu, dostaneme hodnotu 745,6998 W. V tomto prípade ide o takzvanú „mechanickú konskú silu“ (po anglicky mechanical horsepower), ktorá sa používa v Spojenom kráľovstve, Spojených štátoch či štátoch Commonwealthu.

Opačný prepočet je 1 kW = 1,34102 hp (pozor, nie koní, ale v slovenčine konských síl).

V Európe, Ázii a Južnej Amerike sa pre zmenu používa takzvaná „metrická konská sila“, ktorá bola definovaná v Nemecku koncom 19. storočia a Nemci jej dodnes hovoria Pferdestärke (PS), v preklade konská sila. Kedysi sa jej u nás hovorilo metrický kôň. Keďže pri prepočte používala kilopondy, ktoré dnes v sústave SI nahradili newtony, jej hodnota je iná. 1 PS alebo 1 kôň má hodnotu 735,4987 W.

Opačný prepočet je 1 kW = 1,35962 k (pozor, nie konských síl, ale v slovenčine koní).

Asi tušíte, že dve odlišné hodnoty dokážu narobiť slušné zmätky. V Spojenom kráľovstve a Spojených štátoch sú totiž udávané parametre v konských silách, zatiaľ čo v Európe a v Ázii pre zmenu kone, a tie sú zase ekvivalentom nemeckých Pferdestärke, teda zase konských síl. Ako sa v tom zorientovať?

Je to celkom jednoduché. Parametre v USA a Spojenom kráľovstve sú „konské sily“, vo zvyšku sveta „kone“. A platí jednoduchý prepočet. Ak chcete z konských síl dostať kone, vynásobte ich hodnotou 1,0139.

Koľko koní má živý kôň?

Ak si myslíte, že skutočný kôň má výkon jedného koňa, ste na omyle. Pomer 1 : 1 tu ani zďaleka neplatí. Odhaduje sa, že zdravý dospelý jedinec dokáže v plnom cvale generovať výkon na úrovni 9 až 12 kW, teda 12 až 15 koní.

Dvojica vedcov (R. D. Stevenson a Richard J. Wassersug) v júli 1993 publikovala text v magazíne Nature, v ktorom tvrdí, že jeho výkon môže byť dokonca ešte vyšší. Obsah článku bol založený na pozorovaní zvierat a uvádza, že maximálny udržateľný mechanický výkon na jeden kilogram svalov môže byť medzi 100 až 200 wattmi. Zároveň odhadli, že kostrové svalstvo zvieraťa (priečne pruhovaná svalovina) tvorí okolo 45 percent jeho hmotnosti, ale pri cvale využíva len 30 percent.

Ak zoberieme do úvahy, že dospelý kôň váži priemerne okolo 600 kilogramov (závisí od plemena), tak by podľa uvedenej štúdie mohol generovať 18- až 36-tisíc wattov. Ak použijeme prepočet, dostávame hodnotu 24 až 49 koní. Ide však o tridsať rokov starý článok a vedci sa v súčasnosti domnievajú, že maximálny výkon týchto zvierat je práve medzi 12 až 15 koňmi.

Mýtus o tom, že konská sila je výkon jedného koňa, preto nie je pravdivý. Zviera má v skutočnosti oveľa vyšší výkon. Zároveň, ak chcete výkon vozidla v koňoch, dávajte si pozor, či ide o takzvaného metrického alebo mechanického koňa. Alebo ho môžete uvádzať v kilowattoch, potom sa určite nepomýlite.

Text pôvodne vyšiel na portáli Topspeed. Vychádza so súhlasom redakcie.