Sadržaj
"Moć" je jedan od mnogih termina koji se labavo koriste u svakodnevnom diskursu, a koji u fizici ima vrlo specifično značenje. Drugi uključuju silu, masu, energiju, struju - popis je sve samo nekrajan.
U fizičkom govoru, snaga je jednostavno energija po jedinici vremena, ili alternativno, rad po jedinici vremena, jer su rad i energija izraženi u istim jedinicama - obično joules (J), što je SI, ili standardna međunarodna jedinica, ali također ergs ili, u proračunima gdje se razmatra toplina, bilo kalorija ili BTU. Energija je, pak, proizvod sile i udaljenosti. Sila, SI jedinica za koju je newton, proizvod je mase i ubrzanja.
Međutim, sve je to jednostavno pozadina. Ponekad ćete trebati izraziti snagu u smislu topline povezivanjem tih različitih jedinica kroz vrijeme, bilo množenjem ili dijeljenjem. Primjer takve pretvorbe je vati u BTU.
Osnovni derivati
Sila, kao što je napomenuto, proizvod je mase i ubrzanja:
F = ma
Ovdje, u shemi SI, sila ima jedinice newtona, masa se izražava u kilogramima, a ubrzanje se mjeri u metrima u sekundi kvadratom, ili m / s2.
Kad sila djeluje na objekt i uzrokuje njegovo pomicanje, produkt primijenjene sile i udaljenost koja se objekt kreće su energije potrebne za obavljanje posla. Jedinica SI, joule, može se izraziti pojednostaviti neke proračune kao Newton-meter.
Napokon, proizvodnja energije po jedinici vremena daje snagu. Opet pridržavajući se SI jedinica, joules podijeljen sa sekundama smanjuje se na drugu SI jedinicu, watt. Tako je 1 vata (W) jedan joule energije koji se potroši tijekom jedne sekunde (1 J / s).
Energija i snaga u svakodnevnom svijetu
Kad naiđete na referencu na konjske snage, recimo, automobila, vidite službenu izjavu snage tog stroja. 1 konjska snaga (KS) jednaka je 745,7 vata. Budući da je konjskih snaga motornih vozila obično u stotinama, možete vidjeti da, za svakodnevne potrebe, vat, a ako produžite joule, nije velika količina snage, odnosno energije.
Primjerice, 1 joule je otprilike količina energije potrebna za podizanje 100-gramskog (0,1-kilogramskog) predmeta, poput jabuke, 1 metar prema gore protiv sile gravitacije koja djeluje u suprotnom smjeru od obavljenog posla.
Izlaz BTU
BTU, kratica za britansku toplinsku jedinicu, definira se kao količina topline (energije) koja je potrebna za podizanje temperature od 1 kilogram vode za 1 stupanj Fahrenheita. To unosi komplikaciju u većinu fizičkih problema, gdje se masa mjeri u kilogramima (ili različitim snagama od deset kilograma), a stupnjevi se mjere u Celzijusu, koji se također naziva centigradom. 1 BTU radi na 1055.056 joula, ili ekvivalentno, 1 BTU = 1055.056 vata-sekundi.
Izlaz topline
Ponekad je korisno izračunati oduzimanje topline od potrošnje električne energije u kući ili uredu. Komunalna poduzeća mjere količinu energije koju objekt često koristi mjesečno u kilovat-satima ili kWh. Sjećajući se da je moć energija po jedinici vremena, slijedi da je energija snaga pomnožena sa vremenom. Da bi učinili brojeve prikladnijima za korištenje, dobavljači komunalnih usluga koriste kilovatne sate, a ne jedinicu SI vati puta sekunde ili džoule.
Najosnovnija konverzija između mjerenja koja uključuje vate, konkretno kWh, i BTU je:
1 kWh = 3.412 BTU
Budući da su jedinice vata i BTU različite, morate odrediti vremenski okvir za povezivanje tih količina. Za više primjera pogledajte povezanu stranicu RapidTables (u odjeljku Resursi).