Физиците използват ежедневни думи по привидно странни и много специфични начини. За физик, работете (W) не е това, което правите от девет до пет през делничните дни. Това е продукт на силата (F), приложен към обект, умножен по разстоянието (д) обектът се движи в резултат на тази сила.
W = Fd
Ако обектът не се движи, не е свършена работа. Опитайте да обясните това на мъжа, който се опитва да избута колата ви от канавка и няма късмет да накара колата да се движи.
Физиците също използват думата сила (P) по специфичен начин. За тях силата не е това, което получавате, като ядете обилна закуска. Време е (T) е необходимо да се извърши определено количество работа. Уравнението на мощността е:
P = \ frac {W} {t}
С други думи, мощността е степента на извършване на работа. Това е и скоростта на предаване на топлина и електрическа енергия. При изследването на електричеството формулата на мощността е:
P = VI
къдетоVе напрежението във верига иАзе токът, протичащ през тази верига.
Знанието какво означава думата „мощност“ за физиците ви помага да разберете мерните единици. В системата SI (метрична) мерните единици са ватове. Когато се измерва в системата Imperial, мерните единици са или крак фунта / секунда, или конски сили. Една конска сила е равна на 550 фута / секунда.
Ватите са енергийните единици в системата SI
Системата SI (Système Internationale) - известна още като метрична система - има само седем базови единици. Всички останали единици са получени от тях. В системата SI дължината се измерва в метри, масата в килограми и времето в секунди. Силата е равна на масата по ускорение (от втория закон на Нютон), така че мерните единици са kg-m / s2. Това означава, че мерните единици са kg-m2/с2. Вместо да използват тези единици при всяко изчисление, което би било тромаво, учените определят джаул (J) (кръстен на физика Джеймс Прескот Джаул) като 1 kg-m2/с2. Джоулът е и единица за енергия в системата SI, въпреки че е обичайно да се използват ерги при измерване в сантиметри и грамове.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Мощността се определя като работа, разделена на времето, така че нейните единици са джаули / секунда. Учените имат и друго име за тази единица. Това е ватът, кръстен на Джеймс Уат, шотландският изобретател, който помогна за развитието на парната машина, която задвижва Индустриалната революция. В системата SI ватът се определя като:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Ако измервате в сантиметри и грамове, използвайте това преобразуване:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Какво е конска сила?
Ако харесвате автомобилите, знаете, че мощността на автомобилните двигатели винаги се дава в конски сили. Това означава, че конските сили също са единица мощност, но откъде са дошли и защо все още се използват?
Оказва се, че не друг, а Джеймс Уот е човекът, отговорен за тази единица сила. За да продаде своите парни машини, той трябваше да определи количеството на работата, която те могат да свършат за определено време. Той създаде единица въз основа на това колко работа може да направи едно пони. По това време беше добре известно, че едно пони може да вдигне 220 фунта въглища до 100-футовата минна шахта за една минута. Това означава 22 000 ft-lb / min. Тогава той неправилно предположи, че обикновеният кон може да свърши 50% повече работа и произволно дефинира конските сили като 33 000 ft-lb / min, което е същото като 550 ft-lb / s. В единици SI това е 745,7 вата.
Като единица мощност конските сили обикновено се запазват за двигатели и - понякога - капацитет за охлаждане на климатика. Защо все още го използваме? Вероятно по същата причина, поради която хората в някои страни, включително САЩ, все още използват имперската система за измерване: навик.