Paano makalkula ang joules

Video.: paano iset up ang 12 volts na joule Thief

Nilalaman

Mga hakbang
Paraan 1 ng 5: Pagkalkula ng Trabaho (J)
Paraan 2 ng 5: Kalkulahin ang Enerhiya (J) mula sa isang Naibigay na Kapangyarihan (W)
Paraan 3 ng 5: Kinakalkula ang Kinetic Energy (J)
Paraan 4 ng 5: Kinakalkula ang Halaga ng Heat (J)
Paraan 5 ng 5: Kinakalkula ang Elektrisong Enerhiya (J)
Mga Tip
Mga babala
Ano'ng kailangan mo

Ang joule (J) ay isa sa pinakamahalagang yunit sa International System of Units (SI). Sinusukat ng Joules ang trabaho, lakas at init. Upang kumatawan sa pangwakas na resulta sa mga joule, gumamit ng mga unit ng SI.Kung ang iba pang mga yunit ng pagsukat ay ibinigay sa gawain, i-convert ang mga ito sa mga yunit ng pagsukat mula sa International System of Units.

Mga hakbang

Paraan 1 ng 5: Pagkalkula ng Trabaho (J)

1 Ang konsepto ng trabaho sa pisika. Kung ililipat mo ang kahon, tapos mo na ang trabaho. Kung angat mo ang kahon, tapos mo na ang trabaho. Upang magawa ang trabahong dapat gawin, dalawang mga kundisyon ang dapat matugunan:
- Naglalapat ka ng palaging lakas.
- Sa ilalim ng pagkilos ng inilapat na puwersa, ang katawan ay gumagalaw sa direksyon ng pagkilos ng puwersa.
2 Kalkulahin ang trabaho. Upang gawin ito, paramihin ang puwersa at ang distansya (kung saan gumalaw ang katawan). Sa SI, ang lakas ay sinusukat sa mga newton, at distansya sa metro. Kung gagamitin mo ang mga yunit na ito, ang resulta ng trabaho ay susukat sa mga joule.
- Kapag nalulutas ang mga problema, tukuyin ang direksyon ng inilapat na puwersa. Kapag binuhat ang kahon, ang puwersa ay nakadirekta mula sa ibaba pataas, ngunit kung dadalhin mo ang kahon sa iyong mga kamay at maglakad sa isang tiyak na distansya, pagkatapos ay hindi mo gagawin ang gawain - naglalapat ka ng puwersa upang ang kahon ay hindi mahulog, ngunit ang puwersang ito ay hindi ilipat ang kahon.
3 Hanapin ang timbang ng iyong katawan. Kinakailangan upang makalkula ang puwersa na kailangang ilapat upang ilipat ang katawan. Isaalang-alang ang isang halimbawa: kalkulahin ang gawaing ginawa ng isang atleta kapag aangat (mula sa sahig hanggang dibdib) isang barbel na may bigat na 10 kg.
- Kung ang problema ay naglalaman ng mga hindi pamantayang yunit ng pagsukat, i-convert ang mga ito sa mga unit ng SI.
4 Kalkulahin ang lakas. Pilitin = mass x acceleration. Sa aming halimbawa, isinasaalang-alang namin ang pagbilis ng gravity, na katumbas ng 9.8 m / s. Ang puwersa na kailangang ilapat upang ilipat ang bar up ay 10 (kg) x 9.8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98 N.
- Kung ang katawan ay gumagalaw sa isang pahalang na eroplano, huwag pansinin ang pagbilis dahil sa gravity. Marahil ang gawain ay mangangailangan ng pagkalkula ng puwersang kinakailangan upang madaig ang alitan. Kung ang pagpabilis ay ibinigay sa problema, i-multiply lamang ito sa pamamagitan ng naibigay na masa ng katawan.
5 Sukatin ang distansya na nalakbay. Sa aming halimbawa, sabihin nating ang bar ay itinaas sa taas na 1.5 m. (Kung ang mga hindi pamantayang yunit ng pagsukat ay ibinigay sa problema, i-convert ito sa mga SI unit.)
6 I-multiply ang puwersa sa layo. Upang itaas ang isang barbel na may bigat na 10 kg sa taas na 1.5 m, ang atleta ay gaganap ng trabaho na katumbas ng 98 x 1.5 = 147 J.
7 Kalkulahin ang trabaho kapag ang puwersa ay nakadirekta sa isang anggulo. Ang dating halimbawa ay medyo simple: ang mga direksyon ng puwersa at paggalaw ng katawan ay nagkasabay. Ngunit sa ilang mga kaso, ang puwersa ay nakadirekta sa isang anggulo sa direksyon ng paglalakbay. Isaalang-alang ang isang halimbawa: kalkulahin ang gawaing ginawa ng isang bata na kumukuha ng sled 25 m gamit ang isang lubid na 30 degree mula sa pahalang. Sa kasong ito trabaho = puwersa x cosine (θ) x distansya. Ang anggulo θ ay ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng puwersa at ng direksyon ng paggalaw.
8 Hanapin ang kabuuang puwersang inilapat. Sa aming halimbawa, sabihin nating ang bata ay naglalapat ng puwersang katumbas ng 10 N.
- Kung sinasabi ng problema na ang puwersa ay nakadirekta paitaas, o sa kanan / kaliwa, o ang direksyon nito ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng katawan, pagkatapos ay upang makalkula ang trabaho, i-multiply lamang ang puwersa at ang distansya.
9 Kalkulahin ang kaukulang puwersa. Sa aming halimbawa, isang maliit lamang sa kabuuang puwersa ang kumukuha ng sled pasulong. Dahil ang lubid ay nakadirekta paitaas (sa isang anggulo sa pahalang), ang isa pang bahagi ng kabuuang puwersa ay sinusubukan na iangat ang sled. Samakatuwid, kalkulahin ang puwersa, ang direksyon na tumutugma sa direksyon ng paggalaw.
- Sa aming halimbawa, ang anggulo θ (sa pagitan ng lupa at ng lubid) ay 30º.
- cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866. Hanapin ang halagang ito gamit ang isang calculator; itakda ang unit ng anggulo sa calculator sa degree.
- I-multiply ang kabuuang puwersa sa pamamagitan ng cosθ. Sa aming halimbawa: 10 x 0.866 = 8.66 N - ito ay isang puwersa na ang direksyon ay kasabay ng direksyon ng paggalaw.
10 I-multiply ang kaukulang puwersa sa distansya upang makalkula ang trabaho. Sa aming halimbawa: 8.66 (H) x 20 (m) = 173.2 J.

Paraan 2 ng 5: Kalkulahin ang Enerhiya (J) mula sa isang Naibigay na Kapangyarihan (W)

1 Lakas at lakas. Ang lakas ay sinusukat sa watts (W) at inilalarawan ang rate ng pagbabago, pagbabago, paghahatid o pagkonsumo ng enerhiya, na sinusukat sa joules (J).Upang makalkula ang enerhiya (J) para sa isang naibigay na lakas (W), kailangan mong malaman ang haba ng oras.
2 Upang makalkula ang enerhiya (J), paramihin ang lakas (W) ayon sa (mga) oras. Ang isang aparato na may lakas na 1 W ay gumagamit ng 1 J ng enerhiya para sa bawat 1 s. Halimbawa, kalkulahin natin ang enerhiya na natupok ng isang 60 W bombilya sa loob ng 120 segundo: 60 (W) x 120 (s) = 7200 J
- Ang formula na ito ay totoo para sa anumang lakas na sinusukat sa watts, ngunit kadalasang ginagamit sa mga gawaing may kinalaman sa kuryente.

Paraan 3 ng 5: Kinakalkula ang Kinetic Energy (J)

1 Ang enerhiya na gumagalaw ay ang lakas ng paggalaw. Maaari itong ipahayag sa joules (J).
- Ang enerhiya na gumagalaw ay katumbas ng gawaing ginawa upang mapabilis ang isang nakatigil na katawan sa isang tiyak na bilis. Naabot ang isang tiyak na bilis, ang lakas na gumagalaw ng katawan ay nananatiling pare-pareho hanggang sa maging init (mula sa alitan), gravitational potensyal na enerhiya (kapag gumagalaw laban sa gravity), o iba pang mga uri ng enerhiya.
2 Hanapin ang timbang ng iyong katawan. Halimbawa, kalkulahin ang lakas na gumagalaw ng isang bisikleta at isang siklista. Ang siklista ay may bigat na 50 kg at ang bisikleta ay may bigat na 20 kg, na nangangahulugang ang kabuuang timbang ng katawan ay 70 kg (isaalang-alang ang bisikleta at ang nagbibisikleta bilang isang solong katawan, dahil lilipat sila sa parehong direksyon at sa parehong bilis).
3 Kalkulahin ang bilis. Kung ang bilis ay ibinigay sa problema, pumunta sa susunod na hakbang; kung hindi man, kalkulahin ito gamit ang isa sa mga pamamaraan sa ibaba. Tandaan na ang direksyon ng bilis ay bale-wala dito; bukod dito, ipagpalagay na ang nagbibisikleta ay nagmamaneho sa isang tuwid na linya.
- Kung ang nagbibisikleta ay nakasakay sa patuloy na bilis (walang pagbilis), sukatin ang distansya na nilakbay (m) at hatiin ito sa (mga) oras na kinuha upang masakop ang distansya na ito. Bibigyan ka nito ng average na bilis.
- Kung ang nagbibisikleta ay nagpapabilis, at ang halaga ng pagpabilis at ang direksyon ng paggalaw ay hindi nagbago, kung gayon ang bilis sa isang naibigay na oras t ay kinakalkula ng pormula: pagpabilis x t + paunang bilis. Ang oras ay sinusukat sa segundo, bilis sa m / s, pagbilis sa m / s.
4 I-plug ang mga halaga sa formula. Kinetic energy = (1/2) mv, kung saan ang m ay mass, v ang bilis. Halimbawa, kung ang bilis ng isang nagbibisikleta ay 15 m / s, pagkatapos ang kanyang lakas na gumagalaw K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 N ∙ m = 7875 J
- Ang pormula para sa pagkalkula ng enerhiya na kinetic ay nagmula sa kahulugan ng trabaho (W = FΔs) at ang kinematic equation (v = v₀ + 2aΔs, kung saan ang distansya ay naglakbay).

Paraan 4 ng 5: Kinakalkula ang Halaga ng Heat (J)

1 Hanapin ang masa ng pinainit na katawan. Upang magawa ito, gumamit ng isang balanse o sukatan ng tagsibol. Kung ang katawan ay likido, timbangin muna ang walang laman na lalagyan (kung saan ibubuhos mo ang likido) upang hanapin ang masa nito. Pagkatapos timbangin ang likido, ibawas ang masa ng walang laman na lalagyan mula sa halagang ito upang hanapin ang masa ng likido. Halimbawa, isaalang-alang ang tubig na may bigat na 500 g.
- Para sa sinusukat na resulta sa mga joule, dapat sukatin ang masa sa gramo.
2 Hanapin ang tiyak na init ng katawan. Maaari itong matagpuan sa isang kimika, aklat sa pisika, o sa internet. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4.19 J / g.
- Ang tiyak na init ay bahagyang nag-iiba sa temperatura at presyon. Halimbawa, sa ilang mga mapagkukunan ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4.18 J / g (dahil ang iba't ibang mga mapagkukunan ay pumili ng iba't ibang mga halaga ng "sanggunian na temperatura").
- Maaaring sukatin ang temperatura sa degree Kelvin o Celsius (dahil ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang temperatura ay pareho), ngunit hindi sa degree Fahrenheit.
3 Hanapin ang iyong panimulang temperatura ng katawan. Kung likido ang katawan, gumamit ng isang thermometer.
4 Init ang katawan at hanapin ang huling temperatura nito. Sa ganitong paraan mahahanap mo ang dami ng init na inilipat sa katawan kapag nainit ito.
- Kung nais mong hanapin ang kabuuang enerhiya na na-convert sa init, isaalang-alang ang paunang temperatura ng katawan na ganap na zero (0 Kelvin o -273.15 Celsius). Karaniwan itong hindi nalalapat.
5 Ibawas ang panimulang temperatura ng katawan mula sa nagtatapos na temperatura upang makita ang pagbabago sa temperatura ng katawan. Halimbawa, ang tubig ay pinainit mula 15 degree Celsius hanggang 35 degree Celsius, iyon ay, ang pagbabago sa temperatura ng tubig ay 20 degree Celsius.
6 I-multiply ang bigat ng katawan, ang tiyak na init, at ang pagbabago sa temperatura ng katawan. Formula: H = mcΔT, kung saan ang ΔT ang pagbabago sa temperatura. Sa aming halimbawa: 500 x 4.19 x 20 = 41.900 J
- Ang init ay sinusukat minsan sa mga caloriya o kilocalory. Ang mga calory ay ang dami ng kinakailangang init upang maiangat ang temperatura ng 1 gramo ng tubig ng 1 degree Celsius; Ang mga kilocalory ay ang dami ng kinakailangang init upang itaas ang temperatura ng 1 kg ng tubig ng 1 degree Celsius. Sa halimbawa sa itaas, kukuha ng 10,000 calories o 10 kcal upang itaas ang temperatura ng 500 gramo ng tubig ng 20 degree Celsius.

Paraan 5 ng 5: Kinakalkula ang Elektrisong Enerhiya (J)

1 Inilalarawan nito ang isang pamamaraan para sa pagkalkula ng daloy ng enerhiya sa isang de-koryenteng circuit. Ang isang praktikal na halimbawa ay ibinibigay sa batayan kung saan maaaring malutas ng isa ang mga pisikal na problema. Upang magsimula, kalkulahin natin ang lakas ayon sa pormulang P = I x R, kung saan ako ang kasalukuyang lakas (A), R ang paglaban (Ohm). Mahahanap mo ang lakas (W) kung saan maaari mong kalkulahin ang enerhiya (J) (tingnan ang ikalawang kabanata).
2 Kumuha ng isang risistor. Ang halaga ng paglaban (Ohm) ng risistor ay ipinahiwatig ng isang bilang o marka na may kulay na naka-code. Maaari mo ring matukoy ang paglaban ng risistor sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa isang ohmmeter o multimeter. Halimbawa, kumuha tayo ng isang 10 ohm risistor.
3 Ikonekta ang risistor sa kasalukuyang mapagkukunan. Upang magawa ito, gumamit ng mga clip ng crocodile o isang pang-eksperimentong stand na may isang de-koryenteng circuit.
4 Ipasa ang isang kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit para sa isang tiyak na oras. Halimbawa, gawin ito sa loob ng 10 segundo.
5 Tukuyin ang amperage. Upang magawa ito, gumamit ng isang ammeter o multimeter. Halimbawa, ang kasalukuyang ay 100 mA = 0.1 A.
6 Kalkulahin ang lakas (W) gamit ang pormula P = I x R. Sa aming halimbawa: P = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 W = 100 mW
7 Paramihin ang lakas at oras upang makahanap ng enerhiya (J). Sa aming halimbawa: 0.1 (W) x 10 (s) = 1 J.
- Dahil ang 1 joule ay isang maliit na halaga, at ang lakas ng mga gamit sa kuryente ay ipinahiwatig sa watts, milliwatts at kilowatts, sa sektor ng pabahay at komunal, ang enerhiya ay karaniwang sinusukat sa kilowatt-hour. Kung 1 W = 1 J / s, pagkatapos ay 1 J = 1 W ∙ s; kung 1 kW = 1 kJ / s, pagkatapos ay 1 kJ = 1 kW ∙ s. Dahil sa 1 h = 3600 s, pagkatapos ay 1 kW ∙ h = 3600 kW ∙ s = 3600 kJ = 3600000 J.

Mga Tip

Sa SI, ang enerhiya at trabaho ay sinusukat din sa erg. 1 erg = 1 dyne (yunit ng sukat ng lakas) x 1 cm. 1 J = 10,000,000 erg.

Mga babala

Ang joule at newton meter ay mga unit ng sukat para sa trabaho. Sinusukat ng Joules ang lakas at gawaing nagawa kapag ang isang katawan ay gumalaw sa isang tuwid na linya. Kung umiikot ang katawan, ang yunit ng pagsukat ay newton-meter.