"Kekuatan" adalah salah satu dari banyak istilah yang digunakan secara longgar dalam wacana sehari-hari yang memiliki arti yang sangat spesifik dalam fisika. Lainnya termasuk gaya, massa, energi, arus – daftarnya tidak ada habisnya.
Dalam bahasa fisika, daya hanyalah energi per satuan waktu, atau sebagai alternatif, usaha per satuan waktu, karena usaha dan energi dinyatakan dalam satuan yang sama – biasanya joule (J), yang merupakan SI, atau satuan internasional standar, tetapi juga ergs atau, dalam perhitungan di mana panas sedang dipertimbangkan, baik kalori atau BTU. Energi, pada gilirannya, adalah produk dari gaya dan jarak. Gaya, satuan SI yang merupakan newton, adalah hasil kali massa dan percepatan.
Semua ini hanyalah latar belakang. Kadang-kadang, Anda harus menyatakan daya dalam bentuk panas dengan menghubungkan unit-unit yang berbeda ini melalui waktu, menggunakan perkalian atau pembagian. Watt ke BTU adalah contoh konversi semacam itu.
Turunan Dasar
Gaya, sebagaimana dicatat, adalah produk massa dan percepatan:
F=ma
Di sini, dalam skema SI, gaya memiliki satuan newton, massa dinyatakan dalam kilogram dan percepatan diukur dalam meter per detik kuadrat, atau m/s2.
Ketika sebuah gaya bekerja pada suatu benda dan menyebabkannya bergerak, produk dari gaya yang diterapkan dan jarak yang ditempuh benda tersebut adalah energi yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan. Satuan SI, joule, dapat dinyatakan untuk menyederhanakan beberapa perhitungan sebagai newton-meter.
Akhirnya, keluaran energi per satuan waktu menghasilkan daya. Sekali lagi berpegang pada satuan SI, joule dibagi dengan detik dikurangi menjadi satuan SI lain, watt. Jadi 1 watt (W) adalah satu joule energi yang dikeluarkan selama satu detik (1 J/s).
Energi dan Tenaga di Dunia Sehari-hari
Ketika Anda menemukan referensi ke tenaga kuda, katakanlah, sebuah mobil, Anda melihat pernyataan resmi tentang kekuatan mesin mesin itu. 1 tenaga kuda (hp) sama dengan 745,7 watt. Karena tenaga kuda kendaraan bermotor biasanya ratusan, Anda bisa melihatnya, untuk sehari-hari tujuan, watt, dan dengan perluasan joule, bukanlah jumlah daya atau energi yang sangat besar masing-masing.
Sebagai contoh, 1 joule adalah kira-kira jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengangkat benda 100 gram (0,1 kg), seperti sebagai sebuah apel, 1 meter ke atas melawan gaya gravitasi yang bekerja dalam arah yang berlawanan dari pekerjaan yang dilakukan.
Keluaran BTU
BTU, kependekan dari British Thermal Unit, didefinisikan sebagai jumlah panas (energi) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 pon air sebesar 1 derajat Fahrenheit. Ini menimbulkan komplikasi ke sebagian besar masalah fisika, di mana massa diukur dalam kilogram (atau berbagai kekuatan sepuluh kilogram) dan derajat diukur dalam Celcius, juga disebut celcius. 1 BTU menghasilkan 1055,056 joule, atau setara, 1 BTU = 1055,056 watt-detik.
Keluaran panas
Terkadang, berguna untuk menghitung pembuangan panas dari konsumsi daya di lingkungan rumah atau kantor. Perusahaan utilitas mengukur jumlah energi yang digunakan fasilitas, sering kali per bulan, dalam kilowatt-jam, atau kWh. Mengingat bahwa daya adalah energi per satuan waktu, maka energi adalah daya dikalikan dengan waktu. Penyedia utilitas menggunakan kilowatt kali jam daripada satuan SI watt kali detik, atau joule, untuk membuat angka lebih nyaman digunakan.
Konversi paling mendasar antara pengukuran yang melibatkan watt, khususnya kWh, dan BTU adalah:
1 kWh = 3.412 BTU
Karena satuan watt dan BTU berbeda, Anda harus memutuskan kerangka waktu untuk menghubungkan besaran-besaran ini. Untuk contoh lainnya, lihat halaman RapidTables tertaut (di bawah Sumberdaya).