Indhold
"Kraft" er et af mange udtryk, der anvendes løst i hverdagsdiskursen, der har en meget specifik betydning i fysikken. Andre inkluderer kraft, masse, energi, strøm - listen er undtagen uendelig.
I fysikparlance er magt simpelthen energi pr. Enhedstid eller alternativt arbejde pr. Enhedstid, da arbejde og energi udtrykkes i de samme enheder - normalt joules (J), som er SI, eller standard international enhed, men også ergs eller, i beregninger, hvor varmen overvejes, enten kalorier eller BTU. Energi er til gengæld produktet af kraft og afstand. Force, der SI-enheden er Newton for, er produktet af masse og acceleration.
Alt dette er imidlertid simpelthen baggrund. Til tider er du nødt til at udtrykke strøm i form af varme ved at forbinde disse forskellige enheder gennem tid ved hjælp af enten multiplikation eller opdeling. Watts til BTU er et eksempel på en sådan konvertering.
Grundlæggende afledninger
Kraft er som nævnt produktet af masse og acceleration:
F = ma
I SI-skemaet har kraft enheder af newton, masse udtrykkes i kilogram, og acceleration måles i meter pr. Sekund i kvadrat, eller m / s2.
Når en kraft virker på et objekt og får den til at bevæge sig, er produktet af den påførte kraft og afstanden objektet bevæger sig den energi, der kræves for at få jobbet gjort. SI-enheden, joule, kan udtrykkes for at forenkle nogle beregninger som en Newton-meter.
Endelig giver energieffekt pr. Enhed tid strøm. Når du igen holder sig til SI-enheder, reduceres joules divideret med sekunder til en anden SI-enhed, watt. Således er 1 watt (W) en joule energi, der bruges i løbet af et sekund (1 J / s).
Energi og magt i den daglige verden
Når du støder på en henvisning til hestekræfterne på for eksempel en bil, ser du en formel erklæring om maskinens motor. 1 hestekræfter (hk) svarer til 745,7 watt. Da hestekræfterne på motorkøretøjer normalt er i hundrederne, kan du se, at til wattlige formål en watt og i forlængelse heraf en joule ikke er en meget stor mængde henholdsvis energi.
Som et eksempel er 1 joule cirka den mængde energi, der kræves for at hæve et 100 gram (0,1 kg) objekt, såsom et æble, 1 meter opad mod tyngdekraften, der virker i den modsatte retning af det udførte arbejde.
BTU-output
BTU, forkortet til British Thermal Unit, er defineret som den mængde varme (energi), der kræves for at hæve temperaturen på 1 pund vand med 1 grad Fahrenheit. Dette introducerer en komplikation i de fleste fysikproblemer, hvor masse måles i kilogram (eller forskellige kræfter på ti kg) og grader måles i Celsius, også kaldet celsius. 1 BTU fungerer efter 1055.056 joule, eller ækvivalent med 1 BTU = 1055.056 watt-sekunder.
Varmeudgang
Til tider er det nyttigt at beregne varmeafledning fra strømforbruget i et hjem eller på kontoret. Hjælpefirmaer måler den mængde energi, en facilitet bruger, ofte om måneden, i kilowatt-timer eller kWh. Husk, at strøm er energi pr. Enhedstid, følger det, at energi er magt multipliceret med tiden. Utilities-udbydere bruger kilowatt gange timer i stedet for SI-enheden på watt gange sekunder eller joule for at gøre numrene mere praktiske at bruge.
Den mest grundlæggende konvertering mellem en måling, der involverer watt, specifikt kWh, og BTU er:
1 kWh = 3.412 BTU
Da enhederne på watt og BTU er forskellige, er du nødt til at bestemme den tidsramme, som disse mængder skal relateres til. For flere eksempler, se den linkede RapidTables-side (under Ressourcer).