القصة العلمية وراء أشهر وحدة قياس للمحركات

كيف قام المهندس الاسكتلندي جيمس وات بحساب وحدة القدرة الشهيرة المعروفة باسم القوة الحصانية؟

كم عدد «الأحصنة» الحقيقي داخل حصان واحد؟

ولماذا أُطلق على هذه الوحدة اسم «حصانية» أصلا؟

نشأة مفهوم القوة الحصانية

تُعد القوة الحصانية تذكيرا مباشرا بعصر المحركات البخارية، حيث سعى المهندسون في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر إلى إيجاد طريقة مبسطة لشرح قدرة الآلات الجديدة لعامة الناس.

في ذلك الوقت، كانت الخيول هي مصدر الطاقة الأساسي في النقل والصناعة والزراعة، لذا بدا من المنطقي مقارنة قدرة الآلات الجديدة بقوة الحصان العامل، حتى تكون الأرقام مفهومة وسهلة الاستيعاب بحسب موقع Naука Mail.

حتى اليوم، ما زالت القوة الحصانية مستخدمة في إعلانات السيارات، لأن عبارة مثل «200 حصان» أسهل إدراكا لدى المستهلك من 147 كيلوواط.

جيمس وات واختراع وحدة القوة الحصانية

في أواخر القرن الثامن عشر، طوّر المهندس الاسكتلندي جيمس وات المحرك البخاري الذي اخترعه سابقًا توماس نيوكومن، واحتاج إلى وسيلة عملية لشرح قوة اختراعه مقارنة بوسائل العمل التقليدية.

قام وات بحساب متوسط الحمل الذي يستطيع حصان عادي رفعه خلال دقيقة واحدة أثناء تشغيل مضخة مياه، واعتمد هذا الرقم كأساس لتعريف وحدة جديدة للقدرة أطلق عليها اسم القوة الحصانية.

ومنذ ذلك الحين، أصبحت هذه الوحدة معيارا شائعا لقياس قدرة المحركات.

اختلاف قيمة القوة الحصانية بين الدول

رغم استخدام المصطلح نفسه، فإن قيمة القوة الحصانية تختلف من دولة إلى أخرى، كما يختلف رمزها اللغوي:

روسيا:

1 قوة حصانية = 75 كغ·م/ثانية ≈ 735.499 واط

ألمانيا:

الرمز PS (Pferdestärke)

فرنسا:

الرمز CV (Cheval-vapeur)

بريطانيا والولايات المتحدة:

الرمز HP أو hp

1 hp = 550 قدم·رطل/ثانية ≈ 745.7 واط

ولا تزال القوة الحصانية مستخدمة في بعض المجالات التقنية، خاصة صناعة السيارات والجرارات، رغم تراجعها التدريجي لصالح الوحدات العلمية الحديثة.

كم تعادل قوة الحصان الحقيقي؟

تحديد القوة الفعلية لحصان واحد ليس أمرا دقيقا، لأن الخيول تختلف في الحجم والوزن والقوة تبعا للسلالة ومستوى التدريب والنشاط البدني.

وبعد العديد من الدراسات والتجارب، توصّل الباحثون إلى أن القوة الفعلية للحصان تتراوح تقريبا بين:

0.3 إلى 3 قوى حصانية

وذلك حسب طبيعة الجهد المبذول والمدة الزمنية.

القوة الحصانية في روسيا 

على الرغم من اعتبارها وحدة قديمة علميا، ما زالت القوة الحصانية مستخدمة في روسيا في بعض المجالات الرسمية، منها:

حساب ضريبة النقل

التأمين الإلزامي على السيارات (OSAGO)

حيث يتم تثبيت قيمتها عند 736 واط

كما لا تزال تُستخدم لوصف قدرة محركات الاحتراق الداخلي في السيارات وبعض الأجهزة المنزلية.

لماذا تُعد القوة الحصانية وحدة قديمة علميا؟

في النظام الدولي للوحدات (SI)، تُعد الواط هي وحدة القدرة الرسمية الوحيدة المعتمدة عالميًا.

أما القوة الحصانية، فقد صُنفت على أنها وحدة متقادمة، ويوصى بسحبها تدريجيا من الاستخدام في الأوساط العلمية والهندسية، رغم استمرارها في الاستخدام التجاري والإعلامي.