"Kraft" er et af mange udtryk, der bruges løst i dagligdags diskurs, der har en meget specifik betydning i fysikken. Andre inkluderer kraft, masse, energi, strøm - listen er alt andet end endeløs.
I fysikersprog er kraft simpelthen energi pr. Tidsenhed eller alternativt arbejde pr. Tidsenhed, da arbejde og energi udtrykkes i de samme enheder - normalt joules (J), som er SI, eller standard international enhed, men også ergs eller i beregninger, hvor varme overvejes, enten kalorier eller BTU. Energi er igen produktet af kraft og afstand. Kraft, hvis SI-enhed er newtonen, er produktet af masse og acceleration.
Alt dette er dog simpelthen baggrund. Til tider bliver du nødt til at udtrykke kraft i form af varme ved at forbinde disse forskellige enheder gennem tiden ved hjælp af enten multiplikation eller division. Watts til BTU er et eksempel på en sådan konvertering.
Grundlæggende afledninger
Kraft er som nævnt produktet af masse og acceleration:
F = ma
Her, i SI-skemaet, har kraftenheder af newton, masse udtrykkes i kg, og accelerationen måles i meter pr. Sekund i anden eller m / s2.
Når en kraft virker på en genstand og får den til at bevæge sig, er produktet af den påførte kraft og afstanden objektet bevæger sig den energi, der kræves for at få arbejdet gjort. SI-enheden, joule, kan udtrykkes for at forenkle nogle beregninger som en newton-meter.
Endelig giver energioutput pr. Tidsenhed magt. Ved at holde sig til SI-enheder reduceres joule divideret med sekunder til en anden SI-enhed, watt. Således er 1 watt (W) en joule energi brugt i løbet af et sekund (1 J / s).
Energi og magt i hverdagens verden
Når du støder på en henvisning til f.eks. En bils hestekræfter, ser du en formel erklæring om kraften i maskinens motor. 1 hestekræfter (hk) svarer til 745,7 watt. Da hestekræfterne i motorkøretøjer normalt er i hundreder, kan du se det hver dag formål, en watt og i forlængelse af en joule, er ikke en meget stor mængde strøm eller energi henholdsvis.
Som et eksempel er 1 joule omtrent den mængde energi, der kræves for at rejse et 100 gram (0,1 kg) objekt, sådan som et æble, 1 meter opad mod tyngdekraften, der virker i den modsatte retning af det udførte arbejde.
BTU-udgang
BTU, forkortelse for British Thermal Unit, defineres som den mængde varme (energi), der kræves for at hæve temperaturen på 1 pund vand med 1 grad Fahrenheit. Dette introducerer en komplikation i de fleste fysiske problemer, hvor masse måles i kilogram (eller forskellige kræfter på ti kilo) og grader måles i Celsius, også kaldet celsius. 1 BTU fungerer til 1055.056 joule, eller tilsvarende, 1 BTU = 1055.056 watt-sekunder.
Varmeeffekt
Til tider er det nyttigt at beregne varmeafledning fra strømforbruget i hjemmet eller på kontoret. Forsyningsselskaber måler mængden af energi, et anlæg bruger, ofte pr. Måned, i kilowatt-timer eller kWh. Når vi husker, at magt er energi pr. Tidsenhed, følger det, at energi er mag multipliceret med tid. Forsyningsudbydere bruger kilowatt gange timer i stedet for SI-enheden på watt gange sekunder eller joule for at gøre tallene mere bekvemme at bruge.
Den mest grundlæggende konvertering mellem en måling, der involverer watt, specifikt kWh, og BTU er:
1 kWh = 3.412 BTU
Da enhederne af watt og BTU er forskellige, skal du beslutte, hvilken tidsramme disse mængder skal relateres til. For flere eksempler, se den linkede RapidTables-side (under ressourcer).