Les physiciens utilisent les mots de tous les jours de manière apparemment étrange et très spécifique. Pour un physicien, le travail (W) n'est pas ce que vous faites de neuf à cinq en semaine. C'est le produit de la force (F) appliqué à un objet multiplié par la distance (ré) l'objet se déplace sous l'effet de cette force.
W=Fd
Si l'objet ne bouge pas, aucun travail n'a été effectué. Essayez d'expliquer cela à l'homme qui essaie de pousser votre voiture hors d'un fossé et qui n'a pas de chance de faire bouger la voiture.
Les physiciens utilisent aussi le mot pouvoir (P) d'une manière spécifique. Pour eux, le pouvoir n'est pas ce que vous obtenez en mangeant un petit déjeuner copieux. C'est le moment (t) il faut faire une certaine quantité de travail. L'équation de puissance est :
P=\frac{W}{t}
En d'autres termes, le pouvoir est le taux de travail. C'est aussi le taux de transfert de chaleur et d'énergie électrique. Dans l'étude de l'électricité, la formule de puissance est :
P=VI
oùVest la tension dans un circuit etjeest le courant qui traverse ce circuit.
Savoir ce que signifie le mot « puissance » pour les physiciens vous aide à comprendre les unités de puissance. Dans le système SI (métrique), les unités sont les watts. Lors de la mesure dans le système impérial, les unités sont les pieds-livres/seconde ou les chevaux-vapeur. Une puissance équivaut à 550 pieds-livres/seconde.
Les watts sont les unités de puissance dans le système SI
Le système SI (Système Internationale) - également connu sous le nom de système métrique - n'a que sept unités de base. Toutes les autres unités en sont dérivées. Dans le système SI, la longueur est mesurée en mètres, la masse en kilogrammes et le temps en secondes. La force est égale à la masse multipliée par l'accélération (selon la deuxième loi de Newton), donc les unités sont kg-m/s2. Cela signifie que les unités de travail sont le kg-m2/s2. Plutôt que d'utiliser ces unités dans chaque calcul, ce qui serait fastidieux, les scientifiques définissent un joule (J) (du nom du physicien James Prescott Joule) comme 1 kg-m2/s2. Le joule est également l'unité d'énergie dans le système SI, bien qu'il soit d'usage d'utiliser des ergs pour mesurer en centimètres et en grammes.
1\text{ joule}=1\text{ kgm}^2\text{/s}^2\\\text{ }\\1\text{ erg}=1\text{ gcm}^2\text{/ s}^2
La puissance est définie comme le travail divisé par le temps, ses unités sont donc des joules/seconde. Les scientifiques ont également un autre nom pour cette unité. C'est le watt, du nom de James Watt, l'inventeur écossais qui a aidé à développer la machine à vapeur qui a alimenté la révolution industrielle. Dans le système SI, le watt est défini comme :
1\text{ watt} = 1\text{ J/s}=1\text{ kgm}^2\text{/s}^3
Si vous mesurez en centimètres et en grammes, utilisez cette conversion :
1\text{ watt} = 10^7\text{ ergs/s}=10^7\text{ gcm}^2\text{/s}^3
Qu'est-ce qu'une puissance?
Si vous aimez les voitures, vous savez que les puissances nominales des moteurs de voiture sont toujours exprimées en chevaux. Cela signifie que la puissance est également une unité de puissance, mais d'où vient-elle et pourquoi est-elle toujours utilisée ?
Il s'avère que nul autre que James Watt est l'homme responsable de cette unité de pouvoir. Afin de vendre ses machines à vapeur, il devait quantifier la quantité de travail qu'elles pouvaient faire en un certain temps. Il a créé une unité basée sur la quantité de travail qu'un seul poney pouvait faire. Il était bien connu à l'époque qu'un seul poney pouvait soulever 220 livres de charbon dans un puits de mine de 100 pieds en une minute. Cela se traduit par 22 000 pi-lb/min. Il a ensuite supposé à tort qu'un cheval ordinaire pouvait faire 50 % de travail en plus et a arbitrairement défini la puissance à 33 000 pi-lb/min, ce qui équivaut à 550 pi-lb/s. En unités SI, cela fait 745,7 watts.
En tant qu'unité de puissance, la puissance est généralement réservée aux moteurs et - parfois - à la capacité de refroidissement du climatiseur. Pourquoi l'utilisons-nous encore? Probablement pour la même raison que les gens dans certains pays, dont les États-Unis, utilisent encore le système impérial de mesure: l'habitude.