„Jėga“ yra vienas iš daugelio kasdieniniame diskurse laisvai vartojamų terminų, turintis labai specifinę fizikos prasmę. Kiti apima jėgą, masę, energiją, srovę - sąrašas yra tik begalinis.
Fizikos kalboje galia yra tiesiog energija laiko vienetui arba, kitaip, darbas per laiko vienetą, nes darbas ir energija išreiškiami tais pačiais vienetais - paprastai džauliais (J), kuris yra SI, arba standartiniu tarptautiniu vienetu, tačiau taip pat ergais arba, skaičiuojant, kur svarstoma šiluma, kalorijų arba BTU. Savo ruožtu energija yra jėgos ir atstumo sandauga. Jėga, kurios SI vienetas yra niutonas, yra masės ir pagreičio sandauga.
Vis dėlto visa tai yra tiesiog fonas. Kartais turėsite išreikšti galią šiluma, susiedami šiuos skirtingus vienetus per laiką, naudodami dauginimą arba dalijimą. Vatas į BTU yra tokios konversijos pavyzdys.
Pagrindiniai dariniai
Jėga, kaip pažymėta, yra masės ir pagreičio sandauga:
F = ma
Čia, SI schemoje, jėga turi niutonų vienetus, masė išreiškiama kilogramais, o pagreitis matuojamas metrais per sekundę kvadratu arba m / s2.
Kai jėga veikia daiktą ir priverčia jį judėti, pritaikytos jėgos ir objekto judamo atstumo sandauga yra energija, reikalinga darbui atlikti. SI vienetą - džaulį - galima išreikšti, norint supaprastinti kai kuriuos skaičiavimus kaip niutonmetras.
Galiausiai energija gaunama per laiko vienetą. Vėl prilipus prie SI vienetų, džauliai, padalyti iš sekundžių, sumažėja iki kito SI vieneto - vato. Taigi 1 vatas (W) yra vienas energijos džaulis, išleistas per vieną sekundę (1 J / s).
Energija ir galia kasdieniame pasaulyje
Kai susiduriate su nuoroda į, tarkime, automobilio arklio galias, matote oficialią deklaraciją apie šios mašinos variklio galią. 1 arklio galia (AG) lygi 745,7 vatams. Kadangi motorinių transporto priemonių arklio galia paprastai siekia šimtus, tai galite pamatyti kasdien tikslais vatas ir, dar labiau, džaulis, nėra labai didelis energijos ar energijos kiekis atitinkamai.
Pavyzdžiui, 1 džaulis yra maždaug energijos kiekis, reikalingas 100 gramų (0,1 kg) objektui pakelti kaip obuolys, 1 metras aukštyn prieš sunkio jėgą, veikiančią priešinga atlikto darbo kryptimi.
BTU išvestis
BTU, sutrumpintai britų terminis blokas, apibrėžiamas kaip šilumos (energijos) kiekis, reikalingas 1 svaro vandens temperatūrai pakelti 1 laipsniu Farenheito. Tai apsunkina daugumą fizikos problemų, kai masė matuojama kilogramais (arba įvairiomis dešimties kilogramų galiomis), o laipsniai - Celsijaus, dar vadinamais Celsijaus laipsniais. 1 BTU veikia iki 1055.056 džaulių arba lygiaverčiai, 1 BTU = 1055.056 vat sekundės.
Šilumos galia
Kartais naudinga apskaičiuoti šilumos išsiskyrimą pagal energijos suvartojimą namuose ar biure. Komunalinės įmonės matuoja įrenginio sunaudojamos energijos kiekį, dažnai per mėnesį, kilovatvalandėmis arba kWh. Prisimenant, kad galia yra energija laiko vienetui, išplaukia, kad energija yra galia, padauginta iš laikas. Komunalinių paslaugų teikėjai naudoja kilovatais kartų valandas, o ne SI vatais sekundėmis arba džauliais, kad numerius būtų patogiau naudoti.
Esminis perskaičiavimas tarp matavimo, susijusio su vatais, konkrečiai kWh, ir BTU yra:
1 kWh = 3412 BTU
Kadangi vatų ir BTU vienetai skiriasi, turite nuspręsti, per kiek laiko susieti šiuos dydžius. Daugiau pavyzdžių rasite susietame „RapidTables“ puslapyje (skiltyje „Ištekliai“).