Os físicos usam palavras do dia-a-dia de maneiras aparentemente estranhas e muito específicas. Para um físico, trabalhe (C) não é o que você faz das nove às cinco durante a semana. É o produto da força (F) aplicado a um objeto multiplicado pela distância (d) o objeto se move como resultado dessa força.
W = Fd
Se o objeto não se mover, nenhum trabalho foi realizado. Tente explicar isso ao homem que está tentando empurrar seu carro para fora de uma vala e não teve sorte em fazer o carro andar.
Os físicos também usam a palavra poder (P) de uma forma específica. Para eles, o poder não é o que você obtém tomando um café da manhã farto. É o momento (t) é necessário para fazer uma certa quantidade de trabalho. A equação de potência é:
P = \ frac {W} {t}
Em outras palavras, a potência é a taxa de execução do trabalho. É também a taxa de transferência de calor e energia elétrica. No estudo da eletricidade, a fórmula de energia é:
P = VI
OndeVé a tensão em um circuito eeué a corrente fluindo através desse circuito.
Saber o que a palavra "poder" significa para os físicos ajuda a entender as unidades de poder. No sistema SI (métrico), as unidades são watts. Ao medir no sistema Imperial, as unidades são libras-pé / segundo ou cavalos de força. Um cavalo-vapor é igual a 550 libras-pé / segundo.
Watts são as unidades de potência no sistema SI
O sistema SI (Système Internationale) - também conhecido como sistema métrico - tem apenas sete unidades básicas. Todas as outras unidades são derivadas deles. No sistema SI, o comprimento é medido em metros, a massa em quilogramas e o tempo em segundos. Força é igual a massa vezes aceleração (da segunda lei de Newton), então as unidades são kg-m / s2. Isso significa que as unidades de trabalho são kg-m2/ s2. Em vez de usar essas unidades em todos os cálculos, o que seria complicado, os cientistas definem um joule (J) (em homenagem ao físico James Prescott Joule) como 1 kg-m2/ s2. O joule também é a unidade de energia no sistema SI, embora seja comum usar ergs ao medir em centímetros e gramas.
1 \ texto {joule} = 1 \ texto {kgm} ^ 2 \ texto {/ s} ^ 2 \\\ texto {} \\ 1 \ texto {erg} = 1 \ texto {gcm} ^ 2 \ texto {/ s} ^ 2
A potência é definida como o trabalho dividido pelo tempo, portanto, suas unidades são joules / segundo. Os cientistas também têm outro nome para essa unidade. É o watt, em homenagem a James Watt, o inventor escocês que ajudou a desenvolver a máquina a vapor que impulsionou a Revolução Industrial. No sistema SI, o watt é definido como:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Se você estiver medindo em centímetros e gramas, use esta conversão:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
O que é um cavalo-vapor?
Se você gosta de carros, sabe que as classificações de potência dos motores de automóveis são sempre fornecidas em cavalos de força. Isso significa que a potência também é uma unidade de potência, mas de onde ela veio e por que ainda está em uso?
Acontece que ninguém menos que James Watt é o homem responsável por esta unidade de poder. Para vender suas máquinas a vapor, ele precisava quantificar a quantidade de trabalho que elas poderiam realizar em um determinado tempo. Ele criou uma unidade com base em quanto trabalho um único pônei de pit poderia fazer. Era bem conhecido na época que um único pônei poderia levantar 220 libras de carvão por um poço de mina de 30 metros em um minuto. Isso se traduz em 22.000 pés-lb / min. Ele então assumiu incorretamente que um cavalo normal poderia fazer 50% mais trabalho e arbitrariamente definiu a potência como 33.000 pés-lb / min, que é o mesmo que 550 pés-lb / s. Em unidades SI, são 745,7 watts.
Como uma unidade de potência, a potência é normalmente reservada para motores e - às vezes - capacidade de refrigeração do ar condicionado. Por que ainda o usamos? Provavelmente pela mesma razão que as pessoas em alguns países, incluindo os Estados Unidos, ainda usam o sistema imperial de medição: o hábito.