Fysikere bruker daglige ord på tilsynelatende rare og veldig spesifikke måter. For en fysiker, arbeid (W) er ikke det du gjør fra ni til fem på hverdager. Det er produktet av styrken (F) påført et objekt multiplisert med avstanden (d) objektet beveger seg som et resultat av den kraften.
W = Fd
Hvis objektet ikke beveger seg, er det ikke gjort noe arbeid. Prøv å forklare det for mannen som prøver å skyve bilen din ut av en grøft og ikke har hell til å få bilen til å bevege seg.
Fysikere bruker også ordet kraft (P) på en bestemt måte. For dem er ikke makt det du får ved å spise en solid frokost. Det er tiden (t) det tar å gjøre et visst arbeid. Effektligningen er:
P = \ frac {W} {t}
Med andre ord er kraft frekvensen av å gjøre arbeid. Det er også hastigheten på overføring av varme og elektrisk energi. I studien av elektrisitet er kraftformelen:
P = VI
hvorVer spenningen i en krets ogJeger strømmen som strømmer gjennom den kretsen.
Å vite hva ordet "kraft" betyr for fysikere hjelper deg å forstå kraftenhetene. I SI (metrisk) system er enhetene watt. Når du måler i det keiserlige systemet, er enhetene enten fotpund / sekund eller hestekrefter. En hestekrefter er lik 550 fot-pund / sekund.
Watts er kraftenhetene i SI-systemet
SI (Système Internationale) -systemet - også kjent som det metriske systemet - har bare syv baseenheter. Alle de andre enhetene er avledet fra disse. I SI-systemet måles lengde i meter, masse i kilo og tid i sekunder. Kraft er lik massetid akselerasjon (fra Newtons andre lov), så enhetene er kg-m / s2. Det betyr at arbeidsenhetene er kg-m2/ s2. I stedet for å bruke disse enhetene i alle beregninger, noe som ville være tungvint, definerer forskere en joule (J) (oppkalt etter fysikeren James Prescott Joule) som 1 kg-m2/ s2. Joule er også energienheten i SI-systemet, selv om det er vanlig å bruke ergs når man måler i centimeter og gram.
1 \ text {joule} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Kraft er definert som arbeid delt på tid, så enhetene er joule / sekund. Forskere har også et annet navn på denne enheten. Det er watten, oppkalt etter James Watt, den skotske oppfinneren som bidro til å utvikle dampmotoren som drev den industrielle revolusjonen. I SI-systemet er watt definert som:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Hvis du måler i centimeter og gram, bruk denne konverteringen:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Hva er hestekrefter?
Hvis du liker biler, vet du at motorverdiene til bilmotorer alltid er gitt i hestekrefter. Det betyr at hestekrefter også er en kraftenhet, men hvor kom den fra, og hvorfor er den fortsatt i bruk?
Det viser seg at ingen ringere enn James Watt er mannen som er ansvarlig for denne maktenheten. For å selge dampmotorene sine, måtte han kvantifisere mengden arbeid de kunne gjøre på en viss tid. Han opprettet en enhet basert på hvor mye arbeid en enkelt pit ponni kunne gjøre. Det var vel kjent den gangen at en enkelt ponni kunne løfte 220 kilo kull opp en 100 fots gruvesjakt på ett minutt. Det tilsvarer 22.000 ft-lb / min. Han antok da feil at en vanlig hest kunne gjøre 50% mer arbeid og definerte vilkårlig hestekrefter som 33.000 ft-lb / min, som er det samme som 550 ft-lb / s. I SI-enheter er det 745,7 watt.
Som en kraftenhet er hestekrefter vanligvis reservert for motorer og - noen ganger - klimaanleggets kjølekapasitet. Hvorfor bruker vi det fortsatt? Sannsynligvis av samme grunn som mennesker i noen land, inkludert USA, fortsatt bruker det keiserlige målesystemet: vane.