Fysikere bruger daglige ord på tilsyneladende mærkelige og meget specifikke måder. For en fysiker, arbejde (W) er ikke hvad du laver fra ni til fem på hverdage. Det er kraftens produkt (F) anvendt på et objekt ganget med afstanden (d) genstanden bevæger sig som et resultat af denne kraft.
W = Fd
Hvis objektet ikke bevæger sig, er der ikke gjort noget arbejde. Prøv at forklare det til den mand, der prøver at skubbe din bil ud af en grøft og ikke har held med at få bilen til at køre.
Fysikere bruger også ordet magt (P) på en bestemt måde. For dem er magt ikke, hvad du får ved at spise en stor morgenmad. Det er tiden (t) det tager at udføre en vis mængde arbejde. Effektligningen er:
P = \ frac {W} {t}
Med andre ord er magt hastigheden for at udføre arbejde. Det er også hastigheden for overførsel af varme og elektrisk energi. I studiet af elektricitet er effektformlen:
P = VI
hvorVer spændingen i et kredsløb ogjeger strømmen, der strømmer gennem det kredsløb.
At vide, hvad ordet "magt" betyder for fysikere, hjælper dig med at forstå kraftenhederne. I SI (metrisk) systemet er enhederne watt. Ved måling i det kejserlige system er enhederne enten fod-pund / sekund eller hestekræfter. En hestekræft er lig med 550 fod-pund / sekund.
Watts er enhederne i SI-systemet
SI (Système Internationale) -systemet - også kendt som det metriske system - har kun syv basisenheder. Alle de andre enheder stammer fra disse. I SI-systemet måles længde i meter, masse i kilogram og tid i sekunder. Kraft er lig med massetider acceleration (fra Newtons anden lov), så enhederne er kg-m / s2. Det betyder, at arbejdsenhederne er kg-m2/ s2. I stedet for at bruge disse enheder i hver beregning, hvilket ville være besværligt, definerer forskere en joule (J) (opkaldt efter fysikeren James Prescott Joule) som 1 kg-m2/ s2. Joule er også energienheden i SI-systemet, selvom det er almindeligt at bruge ergs, når man måler i centimeter og gram.
1 \ tekst {joule} = 1 \ tekst {kgm} ^ 2 \ tekst {/ s} ^ 2 \\\ tekst {} \\ 1 \ tekst {erg} = 1 \ tekst {gcm} ^ 2 \ tekst {/ s} ^ 2
Kraft defineres som arbejde divideret med tid, så dens enheder er joule / sekund. Forskere har også et andet navn til denne enhed. Det er watt, opkaldt efter James Watt, den skotske opfinder, der hjalp med at udvikle den dampmaskine, der drev den industrielle revolution. I SI-systemet defineres watt som:
1 \ tekst {watt} = 1 \ tekst {J / s} = 1 \ tekst {kgm} ^ 2 \ tekst {/ s} ^ 3
Hvis du måler i centimeter og gram, skal du bruge denne konvertering:
1 \ tekst {watt} = 10 ^ 7 \ tekst {ergs / s} = 10 ^ 7 \ tekst {gcm} ^ 2 \ tekst {/ s} ^ 3
Hvad er hestekræfter?
Hvis du kan lide biler, ved du, at effektmængderne for bilmotorer altid er angivet i hestekræfter. Det betyder, at hestekræfter også er en kraftenhed, men hvor kom den fra, og hvorfor er den stadig i brug?
Det viser sig, at ingen ringere end James Watt er den mand, der er ansvarlig for denne magtenhed. For at kunne sælge sine dampmaskiner måtte han kvantificere mængden af arbejde, de kunne udføre på et bestemt tidspunkt. Han oprettede en enhed baseret på hvor meget arbejde en enkelt pit pony kunne udføre. Det var velkendt på det tidspunkt, at en enkelt pony kunne løfte 220 pund kul op ad en 100 fods mineaksel på et minut. Det svarer til 22.000 ft-lb / min. Han antog derefter fejlagtigt, at en almindelig hest kunne udføre 50% mere arbejde og definerede vilkårligt hestekræfter som 33.000 ft-lb / min, hvilket er det samme som 550 ft-lb / s. I SI-enheder er det 745,7 watt.
Som en kraftenhed er hestekræfterne normalt forbeholdt motorer og - nogle gange - kapacitet til klimaanlæg. Hvorfor bruger vi det stadig? Sandsynligvis af samme grund, at folk i nogle lande, inklusive USA, stadig bruger det kejserlige målesystem: vane.