Füüsikud kasutavad igapäevaseid sõnu pealtnäha kummalistel ja väga spetsiifilistel viisidel. Füüsiku jaoks töötage (W) pole see, mida teete tööpäeviti üheksast viieni. See on jõu tulemus (F) objektile rakendatud, korrutatuna kaugusega (d) objekt liigub selle jõu tagajärjel.
W = Fd
Kui objekt ei liigu, pole tööd tehtud. Proovige seda selgitada mehele, kes üritab teie autot kraavist välja ajada ja kellel pole õnne auto liikuma saada.
Füüsikud kasutavad ka sõna võim (P) konkreetsel viisil. Nende jaoks pole võimsus see, mida saate rikkalikku hommikusööki süües. On aeg (t) kulub teatud koguse töö tegemiseks. Võimsuse võrrand on:
P = \ frac {W} {t}
Teisisõnu, võim on töö tegemise kiirus. See on ka soojuse ja elektrienergia ülekandekiirus. Elektri uurimisel on võimsuse valem:
P = VI
kusVon vooluahela pinge jaMinaon selle vooluahela kaudu voolav vool.
Teadmine, mida sõna "jõud" füüsikute jaoks tähendab, aitab teil mõista jõuüksusi. SI (meetermõõdustiku) süsteemis on ühikud vattides. Imperial süsteemis mõõtmisel on mõõtühikud kas jala nael sekundis või hobujõud. Üks hobujõud on võrdne 550 jalga / sekundis.
Vatt on SI-süsteemi võimsuse ühikud
SI (Système Internationale) süsteemis - tuntud ka kui meetriline süsteem - on ainult seitse baasühikut. Nendest tuletatakse kõik ülejäänud ühikud. SI süsteemis mõõdetakse pikkust meetrites, massi kilogrammides ja aega sekundites. Jõud on võrdne massi ja kiirendusega (Newtoni teise seaduse järgi), nii et ühikud on kg-m / s2. See tähendab, et tööühikud on kg-m2/ s2. Selle asemel, et kasutada neid üksusi igas arvutuses, mis oleks tülikas, defineerivad teadlased džauli (J) (nimeks füüsik James Prescott Joule) kui 1 kg-m2/ s2. Joule on ka SI-süsteemi energiaühik, ehkki sentimeetrites ja grammides mõõtmisel on tavaks kasutada ergisid.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Võimsust defineeritakse kui tööd jagatuna ajaga, nii et selle ühikud on džaulid sekundis. Teadlastel on selle üksuse jaoks ka teine nimi. See on vatt, mille nimi on Šoti leiutaja James Watt, kes aitas välja töötada tööstusrevolutsiooni toitnud aurumasina. SI-süsteemis on vatt määratletud järgmiselt:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Kui mõõdate sentimeetrites ja grammides, kasutage järgmist teisendust.
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Mis on hobujõud?
Kui teile meeldivad autod, siis teate, et automootorite võimsus on alati antud hobujõudes. See tähendab, et hobujõud on ka jõuühik, kuid kust see tuli ja miks seda endiselt kasutatakse?
Selgub, et selle jõuüksuse eest vastutab keegi muu kui James Watt. Oma aurumasinate müümiseks tuli tal kindlaks teha, kui palju tööd nad teatud aja jooksul teha said. Ta lõi üksuse selle põhjal, kui palju tööd üks poni poni teha võiks. Sel ajal oli hästi teada, et üks poni suudab ühe minutiga tõsta 220 naela kivisütt 100 jala pikkuse kaevandusvõlli otsa. See tähendab 22 000 ft-lb / min. Seejärel oletas ta valesti, et tavaline hobune suudab teha 50% rohkem tööd, ja määratles meelevaldselt hobujõuks 33 000 ft-lb / min, mis on sama, mis 550 ft-lb / s. SI ühikutes on see 745,7 vatti.
Võimsusühikuna on hobujõud reserveeritud tavaliselt mootoritele ja mõnikord ka konditsioneeri jahutusvõimsusele. Miks me seda ikkagi kasutame? Tõenäoliselt samal põhjusel, et mõnes riigis, sealhulgas Ameerika Ühendriikides, kasutavad inimesed endiselt Imperiali mõõtesüsteemi: harjumust.