Calculadora de Caballos de Fuerza por Arrastre

La calculadora aplica la ecuación estándar del arrastre aerodinámico en unidades imperiales: la fuerza es igual a la mitad de la densidad del aire por el coeficiente de arrastre por el área frontal por la velocidad al cuadrado (F = 0,5 × ρ × Cd × A × v²). Esa fuerza se convierte luego a caballos de fuerza usando la constante de conversión estándar de mph a hp de 375, que proviene de la definición de un caballo de fuerza (550 ft-lb por segundo) combinada con el factor de conversión de mph a ft/s.

Debido a que la fuerza de arrastre ya escala con el cuadrado de la velocidad, y la ecuación de caballos de fuerza multiplica esa fuerza por la velocidad de nuevo, la relación final entre los caballos de fuerza por arrastre y la velocidad es cúbica (v³). Este único hecho explica mucho del comportamiento cotidiano de un vehículo — por qué la economía de combustible se desploma por encima de aproximadamente 60-65 mph, y por qué los autos de carreras que buscan velocidades máximas mayores necesitan exponencialmente más potencia por cada mph adicional.

El coeficiente de resistencia (Cd) captura qué tan aerodinámicamente resbaladiza es la forma del vehículo; la mayoría de los automóviles de pasajeros tienen una velocidad de 0,25 a 0,40. El área frontal es la silueta transversal del vehículo, en pies cuadrados, mirando en la dirección de marcha. La velocidad se ingresa en mph y se convierte internamente a pies por segundo para la física. La densidad del aire se ajusta de forma predeterminada a las condiciones estándar del nivel del mar, pero es editable, ya que la altitud y la temperatura la cambian significativamente.

De las cuatro entradas, la velocidad tiene, con diferencia, el mayor efecto en el resultado, ya que entra en la ecuación a la tercera potencia en general. Tanto el cd como el área frontal escalan el resultado linealmente, por lo que una reducción del 10 % en cualquiera de ellos produce aproximadamente una reducción del 10 % en los caballos de fuerza requeridos a una velocidad determinada.

Esta calculadora modela únicamente la resistencia aerodinámica. No incluye la resistencia a la rodadura (fricción de neumáticos y rodamientos), pérdidas en la transmisión ni fuerzas al subir pendientes, todo lo cual se suma a la potencia total que un vehículo necesita a gran velocidad, especialmente a velocidades más bajas donde la resistencia aerodinámica es una proporción menor de la resistencia total. Trate el resultado como el componente aerodinámico de la demanda total de energía, no como el panorama completo. También supone un Cd fijo y un área frontal en todo el rango de velocidades, cuando en realidad ambos pueden cambiar ligeramente con el ángulo de guiñada, la altura de manejo y las ventanas abiertas o un portaequipajes en el techo.