Fizik

Beygir Gücü Nedir? Gücü İfade Etmek İçin Neden Atı Kullanıyoruz?

Muhtemelen beygir gücü yani (İng: horse power) ifadesini daha önce bir yerlerde duymuşsunuzdur. Bu ifade sadece otomobillerde değil, elektrikli el aletlerinden çim biçme makinelerine kadar birçok yerde karşılaştığımız ortak bir kavramdır. Ancak biliyoruz ki bazı hayvanlar bir attan çok daha güçlüdür. Peki o zaman neden gücü tanımlamak için bir atı kullanıyoruz? Beygir gücü tam olarak ne anlama geliyor?

Bu sorunun cevabını anlamak için bir kere daha geçmişe gitmemiz gerekiyor. Gücü, atın gücünü birim olarak kabul edip ölçmenin hika­yesi 200 yıl öncelerine, yük taşıma deyince attan başka bir şeyin bilinmediği zamanlara uzanıyor.

Beygir gücü terimi ilk olarak İskoçyalı mühendis James Watt tarafından kullanılmıştır. Kendisi aslında günlük yaşamda adını en çok andığımız mucitlerden birisidir. Sonuçta günlük yaşantımızda 60 watt ampul aldığımızda, ay sonunda ürkütücü elektrik faturalarımızda kaç kilowatt elektrik harcadığımızı incelediğimizde onun ismini de yad etmiş oluruz.

James Watt Ve Beygir Gücü Teriminin Hayatımıza Girişi

Sanayi Devrimi aslında kırık bir oyuncakla başladı. 1750’lerin sonlarında Glasgow Üniversitesi, sınıfta ders materyali olarak kullandığı, madenlerdeki suyu boşaltmak için kullanılan, küçük bir Newcomen buhar motorunu tamir etmesi için James Watt ile anlaşma yapmıştı. Watt bu buhar makinesini inceledikçe konuya olan ilgisi arttı ve neticesinde bir buhar makinesi geliştirmek ömür boyu sürecek bir saplantıya dönüştü.

Mucidi Thomas Newcomen‘ın adını taşıyan Newcomen buhar makinesi, mekanik işler için buhar gücünü kullanmak üzere tasarlanan ilk pratik cihazdı. İlk Newcomen buhar makinesi 1712 yılında üretildi. Makine, o dönemde zaten bilinen buhar silindiri ve buhar gücüyle çalışan piston teknolojilerini birleştirerek, bir denge kaldırıcı yardımıyla pompanın yükselip alçalmasını sağlıyordu. Bu sayede Newcomen, basit bir şekilde kömür yakarak kuyulardan, madenlerden ve rezervuarlardan sürekli olarak büyük miktarlarda su pompalanabilmesini sağlayan bir kaldırma motoru yarattı.

Newcomen buhar makinesi bir zamanlar önemli bir teknolojik ilerleme idi. Ancak ne yazık ki yaygınlaşması mümkün olamadı. Bunun en temel nedeni bu motorun kurulumunun pahalı olmasıydı. Ayrıca buharı boşa harcayarak kömür tüketimini önemli ölçüde artıyordu. James Watt’ın devreye girdiği yer burası oldu. Bu motorun demosu üzerinde çalışmalar yaparken tasarımdaki eksik yerleri fark etti. Sorunu çözmek için Watt’ın silindiri tekrar tekrar ısıtmaktan ve soğutmaktan kaçınmanın bir yolunu bulması gerekiyordu.

James Watt hayatını yeni bir buhar motoru geliştirme işine adadı. Bu esnada yolu, o zamanların Silikon Vadisi gibi düşüneceğiniz Birmingham da yaşayan ve küçük bir fabrika sahibi olan Matthew Boulton ile kesişti. Boulton’un fabrikalarına güç sağlayan dere her yıl donuyordu. Bu nedenle de Boulton fabrikayı kapatmak yerine değirmen çarklarını döndürmek için çok sayıda at kiralamak zorunda kalırdı. Watt’ın ünlü buhar makinesini inşa etmesi de aslında bu sayede oldu.

James Watt Geliştirdiği Makineleri Pazarlamanın Bir Yolunu Buluyor

Günümüzde bir çok kişi James Watt’ı buhar makinesinin mucidi olarak tanır. Sizin de fark ettiğiniz gibi o aslında bunu yapmadı. Yaptığı şey sadece buhar kullanımını, verimli ve ekonomik bir hale getirmek idi.

Newcomen makinesinde merkezi silindir duvarları soğuk kalıyor, bir sonraki buhar silindire girdiğinde buharın bir kısmı hemen yoğuşuyordu. Silindirin bu şekilde yeniden ısıtılması, büyük miktarda buharı boşa harcayarak kömür tüketimini önemli ölçüde artıyordu. Ancak yoğuşma, buhar silindirine boruyla bağlı ayrı bir odada meydana gelirse silindir sürekli sıcak tutulabilirdi. Yenilikçi fikir buydu.

Watt ve Boulton ilk buharlı motorlarını 1775’te piyasaya sürdü. Ancak şimdi bir başka sorun vardı. Sonuçta insanlar buhar makinelerine şüpheli yaklaşıyorlardı. Bu nedenle bu yeni motoru pazarlamanın bir yolunu bulması gerekiyordu. Fabrika sahipleri bu motorun verimliliğini, mevcut kullanım araçları ile karşılaştırmak istiyordu. Tek tek hesaplama yapmak adına Watt’ın aklına beygir gücü terimini icat etmek geldi. Sonucunda o zamanlar iş yapıcı güç deyince insanların beyinlerinde canlandırabilecekleri en uygun şey attı.

James Watt Bir Beygir Gücünü Nasıl Hesapladı?

Tek bir atın gücünü hesaplamak için Watt değirmende çalışan atları gözlemlemeye başlamıştı.

Cevap, iyi bir gözlem yaparak. Tek bir atın gücünü hesaplamak için Watt değirmende çalışan atları gözlemlemeye başladı. Ardından ağırlığı belirli bir süre içinde ne kadar hareket ettirdiklerini hesapladı. Sonrasında da yeni buhar motorunun bir arabayı çeken 10 atın gününe yani 10 beygir gücüne eşit olduğunu iddia etmeye karar verdi.

Beygir gücünün değeri kesinlikle mutlak değildir. Ancak alıcılar için bu önemli olmadı. Potansiyel alıcıların bilmek istedikleri tek şey, motorun sahip oldukları ata göre ne kadar daha fazla iş yaptığıydı.. Günümüzde bir beygir gücü aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır.

Bir beygir gücünün, bir atın herhangi bir zamanda üretebildiği çıktı olduğunu varsaymak güvenli görünse de, bu yanlıştır. 
Aslında bir atın gücü 15 beygir gücüne kadar çıkabilir

James Watt, bugün tüm dünyanın bildiği gibi, gerçek bir dahiydi. O sadece o zamanlar var olandan çok daha verimli bir buhar motoru yaratmakla kalmadı, aynı zamanda onu etkileyici bir şekilde pazarlamanın bir yolunu buldu. Ne yazık ki, Watt’ın yaşamı boyunca buhar asla hayal ettiği evrensel enerji kaynağı olmadı. Ayrıca mucit kalan zamanının çoğunu patent davalarıyla mücadele etmek için harcadı.

1804’te Watt’ın buhar motoru Newcomen motorunun yerini aldı. Sonrasında da bu sayede ilk buharla çalışan lokomotifi icat edildi. Tüm bunları neticesinde de beygir gücü terimi standart bir motor gücü ölçüsü haline geldi. Ampullerde görülen standart bir elektrik ve mekanik güç ölçüm birimi olarak “watt” terimi, 1882’de James Watt’ın onuruna verildi.



Kaynaklar ve ileri okumalar:


Dip Not:

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım

Matematiksel

Başa dön tuşu