Фізики використовують повсякденні слова, здавалося б, дивними і цілком конкретними способами. Для фізика працюйте (W) - це не те, що ви робите з дев’яти до п’яти у будні. Це добуток сили (F) застосовується до об'єкта, помноженого на відстань (d) об’єкт рухається в результаті дії цієї сили.
W = Fd
Якщо об’єкт не рухається, жодної роботи не проводилось. Спробуйте пояснити це людині, яка намагається виштовхнути вашу машину з кювету і не має удачі змусити машину рухатися.
Фізики також використовують слово сила (P) певним чином. Для них сила - це не те, що ти отримуєш ситним сніданком. Настав час (т) потрібно виконати певний обсяг роботи. Рівняння потужності:
P = \ frac {W} {t}
Іншими словами, сила - це швидкість виконання роботи. Це також швидкість передачі тепла та електричної енергії. При дослідженні електрики формула потужності має вигляд:
Р = VI
деV- напруга в ланцюзі іЯ- струм, що протікає через цей контур.
Знання того, що слово «сила» означає для фізиків, допомагає зрозуміти одиниці виміру потужності. У системі SI (метрична) одиницями є вати. При вимірюванні в Імперській системі одиниці вимірювання складають або фут-фунтів / секунду, або кінських сил. Одна кінська сила дорівнює 550 фунтів на секунду.
Вати - це одиниці потужності в системі СІ
Система SI (Système Internationale) - також відома як метрична система - має лише сім базових одиниць. Усі інші одиниці є похідними від них. У системі СІ довжина вимірюється в метрах, маса в кілограмах і час у секундах. Сила дорівнює масі, примноженій на прискорення (з другого закону Ньютона), тому одиниці вимірювання складають кг-м / с2. Це означає, що одиниці роботи складають кг-м2/ с2. Замість того, щоб використовувати ці одиниці в кожному розрахунку, що було б громіздко, вчені визначають джоуль (J) (названий на честь фізика Джеймса Прескотта Джоуля) як 1 кг-м2/ с2. Джоуль також є одиницею енергії в системі СІ, хоча прийнято використовувати ерг при вимірюванні в сантиметрах і грамах.
1 \ text {джоуль} = 1 \ text {кгм} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2 \\\ text {} \\ 1 \ text {erg} = 1 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 2
Потужність визначається як робота, поділена на час, тому її одиницями є джоулі / секунду. Вчені також мають іншу назву цього підрозділу. Це ватт, названий на честь Джеймса Ватта, шотландського винахідника, який допоміг розробити паровий двигун, який живив промислову революцію. У системі СІ ват визначається як:
1 \ text {watt} = 1 \ text {J / s} = 1 \ text {kgm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Якщо ви вимірюєте в сантиметрах і грамах, використовуйте це перетворення:
1 \ text {watt} = 10 ^ 7 \ text {ergs / s} = 10 ^ 7 \ text {gcm} ^ 2 \ text {/ s} ^ 3
Що таке кінська сила?
Якщо вам подобаються машини, ви знаєте, що показники потужності автомобільних двигунів завжди подаються в кінських силах. Це означає, що кінська сила - це також одиниця потужності, але звідки вона взялася і чому вона все ще використовується?
Виявляється, не хто інший, як Джеймс Ватт, є людиною, відповідальною за цю одиницю сили. Щоб продати свої парові машини, йому довелося кількісно визначити обсяг роботи, яку вони могли виконати за певний час. Він створив підрозділ, виходячи з того, скільки роботи міг би зробити один поні-поні. Тоді було добре відомо, що один поні за одну хвилину міг підняти 220 фунтів вугілля на 100-футову шахту. Це означає 22000 фунтів-фунтів / хв. Потім він неправильно припустив, що звичайний кінь може виконати на 50% більше роботи, і довільно визначив кінську силу як 33000 фунтів / фунт / хв, що є рівним 550 фунтів / фунтів / с. В одиницях СІ це 745,7 Вт.
Як одиниця потужності, кінська сила, як правило, зарезервована для двигунів, а інколи - потужності охолодження кондиціонера. Чому ми все ще цим користуємось? Можливо, з тієї самої причини, що люди в деяких країнах, включаючи США, досі використовують імперську систему вимірювання: звичка.