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La définition des chevaux vapeur


Le cheval-vapeur n'est pas une unité du système métrique actuel (système SI), mais d'un système d'unités associant le mètre au kilogramme-force (ou kilogramme-poids). Dans cet ancien système, l'unité de puissance est le kilogrammètre par seconde, correspondant au travail effectué par une masse de 1 kg tombant de 1 m en 1 seconde dans un champ de pesanteur uniforme. Le cheval-vapeur français a été défini comme valant exactement 75 kg·m·s-1, soit la puissance nécessaire pour soulever (verticalement) un poids de 75 kg (le poids d'un objet étant confondu avec sa masse) en 1 s sur une hauteur de 1 m :

1 ch = 75 [kg masse] × 1 [mètre] / 1 [seconde] = 75 kg·m·s-1.

La 3e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) en 1901 adopte une valeur normale de l'accélération de la pesanteur g égale à 9,80665 m·s-2. Cette valeur conventionnelle servait de référence pour la définition du kilogramme-force, cette dernière unité étant maintenant abolie2.

Le poids d'un objet exprimé en newtons (N) d'une masse de 1 kg est donc égal à :

  • masse multipliée par accélération de la pesanteur = 1 kg (masse) × 9,80665 m·s-2 (accélération de la pesanteur) = 9,806 65 N.

Ainsi, exprimé en watts, 1 W étant la puissance associée au déplacement d'une force de 1 N sur une longueur de 1 m parcourue en 1 s, le cheval-vapeur vaut :

  • le poids (force) d'une masse de 75 kg vaut : 75 [kg] × 9,80665 [m⋅s−2] = 735,498 75 N (soit 735,5 N) ;

  • le cheval-vapeur représente donc : 735,5 [N] × 1 [m] / 1 [s] = 735,5 W.

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