A fizikusok látszólag furcsa és nagyon sajátos módon használják a mindennapi szavakat. A fizikus számára a munka (W) nem az, amit hétköznap kilenctől ötig csinálsz. Ez az erő szorzata (F) objektumra alkalmazva, szorozva a távolsággal (d) az objektum az erő hatására mozog.
W = Fd
Ha az objektum nem mozog, akkor nem végeztek munkát. Próbáld ezt elmagyarázni annak az embernek, aki megpróbálja kitolni az autódat az árokból, és nincs szerencséje, hogy az autó mozogjon.
A fizikusok a hatalom (P) meghatározott módon. Számukra a hatalom nem az, amit kapsz egy kiadós reggelivel. Itt az idő (t) bizonyos mennyiségű munka elvégzése szükséges. A teljesítményegyenlet:
P = \ frac {W} {t}
Más szavakkal, a hatalom a munkavégzés mértéke. Ez a hő és az elektromos energia átadásának sebessége is. A villamos energia vizsgálatakor a teljesítmény képlete a következő:
P = VI
holVaz áramkör feszültsége ésénaz az áramkörön keresztül áramló áram.
Annak ismerete, hogy a "hatalom" szó mit jelent a fizikusok számára, segít megérteni a hatalom egységeit. Az SI (metrikus) rendszerben az egység watt. Amikor a birodalmi rendszerben mérünk, az egységek vagy font / másodperc vagy lóerő. Egy lóerő 550 láb-font / másodperc.
A wattok az SI rendszer teljesítményegységei
Az SI (Système Internationale) rendszer - más néven metrikus rendszer - csak hét alapegységgel rendelkezik. Az összes többi egység ezekből származik. Az SI rendszerben a hosszt méterben, a tömeget kilogrammban és az időt másodpercben mérik. Az erő megegyezik a tömeg és a gyorsulás mértékével (Newton második törvényéből), így az egységek kg-m / s2. Ez azt jelenti, hogy a munka mértékegysége kg-m2/ s2. Ahelyett, hogy ezeket az egységeket minden számításban felhasználná, ami nehézkes lenne, a tudósok egy joule-t (J) (James Prescott Joule fizikusról nevezték el) 1 kg-m-nek határoznak meg.2/ s2. A joule az SI egység energiaegysége is, bár centiméterben és grammban mérve szokás ergeket használni.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
A hatalmat a munkának az idővel elosztva definiálják, így egységei joule / másodperc. A tudósoknak másik neve is van ennek az egységnek. Ez a watt, amelyet James Watt skót feltalálóról neveztek el, aki segített az ipari forradalmat meghajtó gőzgép kifejlesztésében. Az SI rendszerben a watt a következőképpen van meghatározva:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Ha centiméterben és grammban mér, használja ezt a konverziót:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Mi az a lóerő?
Ha szereted az autókat, tudod, hogy az autómotorok teljesítményértékei mindig lóerőben vannak megadva. Ez azt jelenti, hogy a lóerő is teljesítményegység, de honnan jött, és miért használják még mindig?
Kiderült, hogy ez a hatalmi egységért nem más, mint James Watt a felelős. Gőzgépeinek eladásához számszerűsítenie kellett egy bizonyos idő alatt elvégezhető munka mennyiségét. Egy egységet hozott létre annak alapján, hogy egy gödör póni mekkora munkát tud elvégezni. Akkoriban jól ismert volt, hogy egyetlen póni egy perc alatt 220 font szenet tud felemelni egy 100 méteres aknatengelyre. Ez 22 000 ft-lb / perc értéket jelent. Ezután helytelenül feltételezte, hogy egy rendes ló 50% -kal több munkát tud elvégezni, és önkényesen meghatározta a lóerőt 33 000 ft-lb / min-nek, ami megegyezik 550 ft-lb / s-val. SI egységekben ez 745,7 watt.
Teljesítményegységként a lóerőt általában a motoroknak és - néha - a légkondicionáló hűtési teljesítményének tartják fenn. Miért használjuk még mindig? Valószínűleg ugyanazon okból kifolyólag, hogy egyes országokban, köztük az Egyesült Államokban az emberek még mindig a birodalmi mérési rendszert használják: a szokást.