Fizikai kasdienius žodžius vartoja iš pažiūros keistais ir labai specifiniais būdais. Fizikui darbas (W) nėra tai, ką darote nuo devynių iki penkių darbo dienomis. Tai jėgos produktas (F), taikomą objektui padauginus iš atstumo (d) objektas juda dėl tos jėgos.
W = Fd
Jei objektas nejuda, darbas nebuvo atliktas. Pabandykite tai paaiškinti vyrui, kuris bando išstumti jūsų automobilį iš griovio ir kuriam nesiseka priversti automobilį pajudėti.
Fizikai taip pat vartoja žodį galia (P) konkrečiu būdu. Jiems galia nėra ta, kurią gausite valgydami gausius pusryčius. Tai laikas (t) reikia atlikti tam tikrą darbo kiekį. Galios lygtis yra:
P = \ frac {W} {t}
Kitaip tariant, galia yra darbo atlikimo greitis. Tai taip pat šilumos ir elektros energijos perdavimo greitis. Tiriant elektrą, galios formulė yra:
P = VI
kurVyra įtampa grandinėje irAšyra srovė, tekanti per tą grandinę.
Žinojimas, ką fizikams reiškia žodis „galia“, padeda suprasti galios vienetus. SI (metrinėje) sistemoje vienetai yra vatai. Matuojant imperatoriškoje sistemoje, vienetai yra arba pėdų svarai per sekundę, arba arklio galios. Viena arklio galia lygi 550 pėdų per sekundę.
Vatai yra SI sistemos galios vienetai
SI („Système Internationale“) sistema - dar vadinama metrine sistema - turi tik septynis bazinius vienetus. Iš jų gaunami visi kiti vienetai. SI sistemoje ilgis matuojamas metrais, masė - kilogramais, o laikas - sekundėmis. Jėga lygi masės ir pagreičio (pagal antrąjį Niutono dėsnį), taigi vienetai yra kg-m / s2. Tai reiškia, kad darbo vienetai yra kg-m2/ s2. Užuot naudoję šiuos vienetus kiekvienam skaičiavimui, kuris būtų sudėtingas, mokslininkai apibrėžia džaulį (J) (pavadintą fiziko Jameso Prescotto Joule'o vardu) kaip 1 kg-m2/ s2. Džiulė taip pat yra energijos vienetas SI sistemoje, nors matuojant centimetrais ir gramais įprasta naudoti ergus.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Galia apibrėžiama kaip darbas, padalytas iš laiko, todėl jo vienetai yra džauliai per sekundę. Mokslininkai taip pat turi kitą šio padalinio pavadinimą. Tai vatas, pavadintas škotų išradėjo Jameso Watto vardu, kuris padėjo sukurti garo variklį, kuris varė pramoninę revoliuciją. SI sistemoje vatas apibrėžiamas taip:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Jei matuojate centimetrais ir gramais, naudokite šią konversiją:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Kas yra arklio galia?
Jei jums patinka automobiliai, žinote, kad automobilių variklių galios rodikliai visada pateikiami arklio galia. Tai reiškia, kad arklio galia taip pat yra galios vienetas, bet iš kur ji atsirado ir kodėl ji vis dar naudojama?
Pasirodo, kad už šį valdžios vienetą atsakingas ne kas kitas, o Jamesas Wattas. Norėdamas parduoti savo garo variklius, jis turėjo suskaičiuoti, kokį darbą jie galėtų atlikti per tam tikrą laiką. Jis sukūrė vienetą, atsižvelgdamas į tai, kiek darbo gali atlikti vienas duobių ponis. Tuo metu buvo gerai žinoma, kad vienas ponis per 100 minučių gali pakelti 220 svarų anglies 100 metrų ilgio šachtos šachtoje. Tai reiškia 22 000 ft-lb / min. Tada jis neteisingai manė, kad įprastas arklys gali atlikti 50% daugiau darbo, ir savavališkai arklio galią apibrėžė kaip 33 000 ft-lb / min, o tai yra tas pats, kas 550 ft-lb / s. SI vienetais tai yra 745,7 vatai.
Kaip galios vienetas, arklio galia paprastai rezervuojama varikliams, o kartais ir oro kondicionieriaus aušinimo galiai. Kodėl mes jį vis dar naudojame? Tikriausiai dėl tos pačios priežasties, kad kai kurių šalių, įskaitant JAV, žmonės vis dar naudojasi imperine matavimo sistema: įpročiu.