Fyzici používají každodenní slova zdánlivě zvláštními a velmi specifickými způsoby. Pro fyzika pracujte (Ž) není to, co děláte od devíti do pěti ve všední dny. Je to produkt síly (F) aplikovaný na objekt vynásobený vzdáleností (d) objekt se pohybuje v důsledku této síly.
W = Fd
Pokud se objekt nepohybuje, nebyla provedena žádná práce. Zkuste to vysvětlit muži, který se snaží vytlačit vaše auto z příkopu a nemá štěstí, aby se auto dalo do pohybu.
Fyzici také používají slovo moc (P) konkrétním způsobem. Síla pro ně není tím, co získáte vydatnou snídaní. Je čas (t) je zapotřebí udělat určitý kus práce. Silová rovnice je:
P = \ frac {W} {t}
Jinými slovy, síla je míra práce. Je to také rychlost přenosu tepla a elektrické energie. Při studiu elektřiny je energetický vzorec:
P = VI
kdePROTIje napětí v obvodu aJáje proud protékající tímto obvodem.
Znalost slova „síla“ pro fyziky vám pomůže porozumět jednotkám síly. V systému SI (metrický) jsou jednotky watty. Při měření v imperiálním systému jsou jednotky buď stopa / sekundu nebo koňská síla. Jeden koňský výkon se rovná 550 stopám za sekundu.
Watty jsou silové jednotky v systému SI
Systém SI (Système Internationale) - známý také jako metrický systém - má pouze sedm základních jednotek. Od nich jsou odvozeny všechny ostatní jednotky. V systému SI se délka měří v metrech, hmotnost v kilogramech a čas v sekundách. Síla se rovná hmotnostnímu zrychlení (z druhého Newtonova zákona), takže jednotky jsou kg-m / s2. To znamená, že pracovní jednotky jsou kg-m2/ s2. Spíše než používat tyto jednotky při každém výpočtu, což by bylo těžkopádné, vědci definují joule (J) (pojmenované podle fyzika Jamese Prescotta Jouleho) jako 1 kg-m2/ s2. Joule je také jednotkou energie v systému SI, ačkoli při měření v centimetrech a gramech je obvyklé používat ergs.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Síla je definována jako práce dělená časem, takže její jednotky jsou jouly za sekundu. Vědci mají pro tuto jednotku také jiný název. Je to watt, pojmenovaný podle Jamese Watta, skotského vynálezce, který pomohl vyvinout parní stroj, který poháněl průmyslovou revoluci. V systému SI je watt definován jako:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Pokud měříte v centimetrech a gramech, použijte tento převod:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Co je to koňská síla?
Pokud máte rádi auta, víte, že výkony motorů automobilů jsou vždy uvedeny v koňských silách. To znamená, že koňská síla je také jednotkou síly, ale odkud se vzala a proč se stále používá?
Ukazuje se, že za tuto jednotku moci není nikdo jiný než James Watt. Aby mohl prodat své parní stroje, musel vyčíslit množství práce, kterou mohli za určitou dobu udělat. Vytvořil jednotku na základě toho, kolik práce může jeden poník udělat. V té době bylo dobře známo, že jediný poník dokázal za jednu minutu zvednout 220 liber uhlí na 100 stopovou šachtu. To znamená 22 000 ft-lb / min. Potom nesprávně předpokládal, že běžný kůň by mohl dělat o 50% více práce a svévolně definoval výkon jako 33 000 ft-lb / min, což je stejných jako 550 ft-lb / s. V jednotkách SI je to 745,7 wattů.
Jako jednotka výkonu je výkon obvykle vyhrazen pro motory a - někdy - chladicí kapacitu klimatizace. Proč to stále používáme? Pravděpodobně ze stejného důvodu, že lidé v některých zemích, včetně Spojených států, stále používají imperiální systém měření: zvyk.