Los físicos usan palabras cotidianas de formas aparentemente extrañas y muy específicas. Para un físico, el trabajo (W) no es lo que haces de nueve a cinco de lunes a viernes. Es el producto de la fuerza (F) aplicado a un objeto multiplicado por la distancia (D) el objeto se mueve como resultado de esa fuerza.
W = Fd
Si el objeto no se mueve, no se ha realizado ningún trabajo. Intente explicarle eso al hombre que está tratando de sacar su auto de una zanja y no tiene suerte para que el auto se mueva.
Los físicos también usan la palabra poder (PAG) de una manera específica. Para ellos, el poder no es lo que se obtiene al comer un desayuno abundante. Es el momentot) se necesita para hacer una cierta cantidad de trabajo. La ecuación de potencia es:
P = \ frac {W} {t}
En otras palabras, el poder es la tasa de trabajo. También es la tasa de transferencia de calor y energía eléctrica. En el estudio de la electricidad, la fórmula de potencia es:
P = VI
dóndeVes el voltaje en un circuito yIes la corriente que fluye a través de ese circuito.
Saber qué significa la palabra "poder" para los físicos le ayuda a comprender las unidades de poder. En el sistema SI (métrico), las unidades son vatios. Al medir en el sistema Imperial, las unidades son pies-libras / segundo o caballos de fuerza. Un caballo de fuerza equivale a 550 libras-pie por segundo.
Los vatios son las unidades de potencia en el sistema SI
El sistema SI (Système Internationale), también conocido como sistema métrico, tiene solo siete unidades base. Todas las demás unidades se derivan de estos. En el sistema SI, la longitud se mide en metros, la masa en kilogramos y el tiempo en segundos. La fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración (de la segunda ley de Newton), por lo que las unidades son kg-m / s2. Eso significa que las unidades de trabajo son kg-m2/s2. En lugar de usar estas unidades en todos los cálculos, lo que sería engorroso, los científicos definen un joule (J) (llamado así por el físico James Prescott Joule) como 1 kg-m2/s2. El joule también es la unidad de energía en el sistema SI, aunque es habitual utilizar ergios al medir en centímetros y gramos.
1 \ text {julio} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
La potencia se define como el trabajo dividido por el tiempo, por lo que sus unidades son julios / segundo. Los científicos también tienen otro nombre para esta unidad. Es el vatio, que lleva el nombre de James Watt, el inventor escocés que ayudó a desarrollar la máquina de vapor que impulsó la Revolución Industrial. En el sistema SI, el vatio se define como:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Si está midiendo en centímetros y gramos, use esta conversión:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
¿Qué es un caballo de fuerza?
Si le gustan los automóviles, sabe que las clasificaciones de potencia de los motores de los automóviles siempre se dan en caballos de fuerza. Eso significa que los caballos de fuerza también son una unidad de potencia, pero ¿de dónde provienen y por qué todavía están en uso?
Resulta que nada menos que James Watt es el hombre responsable de esta unidad de poder. Para vender sus máquinas de vapor, tenía que cuantificar la cantidad de trabajo que podían hacer en un tiempo determinado. Creó una unidad basada en la cantidad de trabajo que podía hacer un solo pony. Era bien sabido en ese momento que un solo poni podía levantar 220 libras de carbón por un pozo de una mina de 100 pies en un minuto. Eso se traduce en 22.000 ft-lb / min. Luego asumió incorrectamente que un caballo regular podría hacer un 50% más de trabajo y definió arbitrariamente la potencia como 33,000 ft-lb / min, que es lo mismo que 550 ft-lb / s. En unidades SI, eso es 745,7 vatios.
Como unidad de potencia, los caballos de fuerza generalmente se reservan para los motores y, a veces, la capacidad de enfriamiento del aire acondicionado. ¿Por qué todavía lo usamos? Probablemente por la misma razón por la que la gente en algunos países, incluido Estados Unidos, todavía usa el sistema de medición imperial: el hábito.