"Makt" er et av mange begreper som brukes løst i hverdagens diskurs som har en veldig spesifikk betydning i fysikken. Andre inkluderer kraft, masse, energi, strøm - listen er alt annet enn endeløs.
I fysikkens språk er kraft bare energi per tidsenhet, eller alternativt arbeid per tidsenhet, siden arbeid og energi uttrykkes i de samme enhetene - vanligvis joules (J), som er SI, eller standard internasjonal enhet, men også ergs eller, i beregninger der varme er under vurdering, enten kalorier eller BTU. Energi er i sin tur et produkt av kraft og avstand. Force, SI-enheten som er newtonen, er et produkt av masse og akselerasjon.
Alt dette er ganske enkelt bakgrunn. Noen ganger må du uttrykke kraft når det gjelder varme ved å koble disse forskjellige enhetene gjennom tid, enten ved å multiplisere eller dele. Watts til BTU er et eksempel på en slik konvertering.
Grunnleggende avledninger
Kraft, som nevnt, er et produkt av masse og akselerasjon:
F = ma
Her, i SI-skjemaet, har kraftenheter newton, masse uttrykkes i kilogram og akselerasjon måles i meter per sekund i kvadrat, eller m / s2.
Når en kraft virker på en gjenstand og får den til å bevege seg, er produktet av den påførte kraften og avstanden objektet beveger seg energien som kreves for å få jobben gjort. SI-enheten, joule, kan uttrykkes for å forenkle noen beregninger som en newtonmeter.
Til slutt gir energi per tidsenhet kraft. Når du igjen holder deg til SI-enheter, reduseres joule delt på sekunder til en annen SI-enhet, watten. Dermed er 1 watt (W) en joule energi brukt i løpet av ett sekund (1 J / s).
Energi og kraft i hverdagen
Når du møter en referanse til hestekrefter til for eksempel en bil, ser du en formell erklæring om kraften til maskinens motor. 1 hestekrefter (hk) tilsvarer 745,7 watt. Siden hestekreftene til motorvogner vanligvis er hundrevis, kan du se det til hverdags formål, en watt, og i tillegg en joule, er ikke en veldig stor mengde kraft eller energi henholdsvis.
Som et eksempel er 1 joule omtrent mengden energi som kreves for å heve et 100 gram (0,1 kg) objekt som et eple, 1 meter oppover mot tyngdekraften som virker i motsatt retning av det utførte arbeidet.
BTU-utgang
BTU, forkortelse for British Thermal Unit, er definert som mengden varme (energi) som kreves for å øke temperaturen på 1 pund vann med 1 grad Fahrenheit. Dette introduserer en komplikasjon i de fleste fysikkproblemer, der masse måles i kilo (eller forskjellige krefter på ti kilo) og grader måles i Celsius, også kalt celsius. 1 BTU fungerer til 1055.056 joule, eller tilsvarende, 1 BTU = 1055.056 watt-sekunder.
Varmeeffekt
Noen ganger er det nyttig å beregne varmespredning fra strømforbruket hjemme eller på kontoret. Hjelpeselskaper måler mengden energi et anlegg bruker, ofte per måned, i kilowatt-timer, eller kWh. Når vi husker at kraft er energi per tidsenhet, følger det at energi er kraft multiplisert med tid. Forsyningsleverandører bruker kilowatt ganger timer i stedet for SI-enheten på watt ganger sekunder, eller joule, for å gjøre tallene mer praktiske å bruke.
Den mest grunnleggende konverteringen mellom en måling som involverer watt, spesielt kWh, og BTU er:
1 kWh = 3.412 BTU
Fordi enhetene watt og BTU er forskjellige, må du bestemme tidsrammen du skal forholde deg til disse mengdene for. For flere eksempler, se den koblede RapidTables-siden (under Ressurser).