Innhold
"Power" er et av mange begrep som brukes løst i hverdagsdiskursen som har en veldig spesifikk betydning i fysikken. Andre inkluderer kraft, masse, energi, strøm - listen er alt annet enn uendelig.
I fysikkparlance er kraft ganske enkelt energi per tidsenhet, eller alternativt arbeid per tidsenhet, siden arbeid og energi er uttrykt i de samme enhetene - vanligvis joules (J), som er SI, eller standard internasjonal enhet, men også ergs eller, i beregninger der varmen vurderes, enten kalorier eller BTU. Energi er på sin side produktet av kraft og avstand. Force, SI-enheten som er Newton for, er produktet av masse og akselerasjon.
Alt dette er ganske enkelt bakgrunn. Noen ganger må du uttrykke kraft i form av varme ved å koble disse forskjellige enhetene gjennom tid, ved å bruke enten multiplikasjon eller deling. Watts til BTU er et eksempel på en slik konvertering.
Grunnleggende avledninger
Kraft er som nevnt produktet av masse og akselerasjon:
F = ma
I SI-ordningen har kraft enheter av Newton, masse uttrykkes i kilogram og akselerasjon måles i meter per sekund i kvadrat, eller m / s2.
Når en kraft virker på et objekt 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 Newton-meter.
Til slutt gir energiuttak per tidsenhet strøm. Igjen å holde seg til SI-enheter, reduserer joule delt på sekunder til en annen SI-enhet, watt. Dermed er 1 watt (W) en joule energi brukt i løpet av ett sekund (1 J / s).
Energi og kraft i den daglige verden
Når du støter på en henvisning til hestekreftene 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 motorkjøretøyer vanligvis er i hundrevis, kan du se at en watt og i forlengelsen av en joule ikke er en veldig stor mengde krefter eller energi til hverdagsformål.
Som et eksempel er 1 joule omtrent energimengden som kreves for å heve et objektiv på 100 gram (0,1 kg), for eksempel et eple, 1 meter oppover mot tyngdekraften som virker i motsatt retning av arbeidet som utføres.
BTU-utgang
BTU, forkortelse for British Thermal Unit, er definert som mengden varme (energi) som kreves for å heve temperaturen på 1 kilo vann med 1 grad Fahrenheit. Dette introduserer en komplikasjon i de fleste fysikkproblemer, der masse måles i kilogram (eller forskjellige krefter på ti kilo) og grader måles i Celsius, også kalt centigrade. 1 BTU trener til 1055.056 joule, eller tilsvarende, 1 BTU = 1055.056 watt-sekunder.
Varmeutgang
Noen ganger er det nyttig å beregne varmespredning fra strømforbruk i hjemmet eller på kontoret. Hjelpeselskaper måler mengden energi et anlegg bruker, ofte per måned, i kilowattimer eller kWh. Husk at kraft er energi per tidsenhet, følger det at energi er kraft multiplisert med tid. Verktøyleverandører bruker kilowatt ganger timer i stedet for SI-enheten på watt ganger sekunder, eller joules, 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 for watt og BTU er forskjellige, må du bestemme tidsrammen for å relatere disse mengdene. For flere eksempler, se den koblede RapidTables-siden (under Ressurser).