[자동차 마력]-자동차의 마력 HP(Horse Power), PS(Pferdestarke) 비교하기

페라리, 람보르기니와 같은 슈퍼카 제원을 볼때 빠지지 않고 등장하는 단어. 바로 마력(馬力)! 입니다.

일반적으로 말 한마리가 낼 수 있는 힘이라고 알려져 있습니다.

이러한 마력은 일반적으로 자동차 구매전 차량의 성능을 고려할때 판단의 기준이 됩니다.

광고에서 볼 수 있는 '최대출력 200hp, 250ps' 등과 같은 문구. 오늘은 바로 이 마력에 대해서 자세히 알아보겠습니다.

보통 마력을 나타내는 단위로 hp, ps 두가지 단위가 있습니다.

같은 마력이라면 그 차이는 무엇이고, 어떻게 나온 것인지 살펴보겠습니다.

1. 마력(HP, Horse Power)은 동력이자 일률(일의 효율)을 나타내는 단위

HP(Horse Power)는 자동차 산업등과 같은 내연 기관 산업에서 빠지지 않도 등장하는 용어입니다. 바로 내연기관의 일률을 나타내는 단위로 사용이 됩니다. 이런 마력의 역사는 영국의 산업 혁명으로 까지 거슬로 올라가게 되는데 제임스 와트가 발명한 증기기관의 성능을 측정하기 위해 처음 도입이 되었습니다.

마력은 Horse Power, 즉 말 1 마리가 일을 할 수 있는 일률이라고 1765년 정의가 되었습니다.

동력이라고도 표현이 되는 일률은 일정한 시간에 얼마만큼의 일을 할 수 있는지를 나타내는 일의 효율로 정의가 됩니다. 현재 공학에서는 일률의 단위로 와트(W)를 대표적으로 많이 사용하고 있습니다.

이를 수식으로 표현을 해 본다면 아래의 식으로 표현이 됩니다.

동력(일률) = 일 / 시간=힘 X 거리 / 시간 = 힘 X 속도 (단위: kg·m/sec, lb·ft/sec)

제임스 와트는 말 한마리가 최대 180파운드(lb)를 당길 수 있다고 생각을 하였습니다.

이는 제임스 와트가 말이 반지름이 12피트(3.6575m)인 풍차를 1분에 2.4바퀴를 돌리는 것을 관찰을 한 것으로 부터 출발이 되었습니다. 

이를 위의 식으로 표현을 한다면

반올림을 통해 다음과 같이 정리가 될 수 있고, 제임스 와트는 이 3300ft·lbf/min를 1마력으로 정의를 하였습니다.

즉, 1분이 60초이니 초당 일률로 나타내면 550ft·lbf/sec로 표현할 수 있습니다.

이를 국제 표준 IS단위인 와트(W)로 환산을 하게 되면

1HP=550 x 0.3048 x 0.453592 x 9.80665=745.7W 가 됩니다.

(1ft=0.3048m, 1lb=0.453592kg, 중력가속도=9.80665m/s^2)

쉽게말해 즉, 1마력은 745와트로 약 75kg의 물체를 1초에 1m씩 들어올릴 수 있는 힘이 됩니다.

2. ps(Pferdestarke) 미터 마력. HP와는 배다른 형제

포스팅의 처음에 언급을 했듯이 마력의 다른 단위로는 ps(Pferdestarke)가 있습니다.

'응? 앞에서 마력은 HP라고 하지 않았어요? 그런데 갑자기 또 마력이 ps라니?' 

이렇게 궁금해 하시는 분들이 많은 듯 하니 ps에 대해서 설명을 드리겠습니다.

앞서 말씀드린 대로 HP는 영국의 제임스 와트가 만든 마력의 단위입니다. 당시 영국은 파운드, 야드를 기본으로하는 야드파운드법을 사용하고 있었습니다. 그러나 유럽의 다른 국가들(독일, 프랑스, 이탈리아 등)에서는 미터 단위를 기본으로 사용을 하고 있었습니다. 이 나라들이 영국에서 만든 HP를 그냥 곱게 가져다 쓸 리가 없습니다. 이들은 다시 미터의 단위로 맞추어 마력을 정의를 하였고 그 결과물이 바로 ps가 되었습니다.

독일의 규격에서 정의하는 PS는 1초 동안 질량 75kg의 물체를 1m 들어올리는 일률로 정의를 했습니다.

즉, 1ps=75kgf·m/s=75x9.80665N·m/s=약 735.5W 가 됩니다.

위에서 HP로 봤을때 1HP=745.7W이니 ps와 HP간에 약간의 차이가 존재한다는 것을 알 수 있습니다.

ps가 조금 더 작은 출력을 나타낸다는 것을 알 수 있습니다.

정리를 해 보자면 다음과 같이 정리가 됩니다.

HP=Horse Power, 1HP=745.7W

ps=Pferdestarke, 1ps=735.5W

1HP=1.1014ps, 1ps=0.986HP

우리 나라는 마력의 단위로 ps를 사용하고 있습니다.

실질적으로 1HP나 1PS는 큰 차이는 나지 않아 그게 그거라고 생각을 하시는 분들도 많습니다.

이러나 저러나 결국은 그 시초는 말이 1초동안 75kg의 물건을 1m 들어올리는 것에서 나왔기 때문입니다.

비록 1마력에 대해서 HP나 ps나 그 차이가 1.3% 정도로 크진 않지만 IS 공식 일률 단위인 와트(W)로 비교를 하는 것이 정확하겠습니다. (1kW=1.3596ps=1.3410HP)

평소 광고를 통해 많이 듣던 마력의 의미와 정의에 대해서 알아보았습니다. 이제 주변에서 자동차의 이야기가 나올때 주눅들지 말고 적어도 마력에 대해서는 당당하게 말해 보세요.

정보가 유용하셨다면 공감 꾸욱 부탁 드려요~! 큰 힘이 됩니다 ^^

-감사합니다. Fin.