Kun nostamme omenan metrin korkeuteen, teemme noin yhden joulen työtä. Joten mikä on joule?
Joule on kansainvälisen yksikköstandardin (SI) käyttämä energian yksikkö. Se määritellään työn määräksi, jonka yksi Newton-voima tekee kappaleeseen, joka siirtää kehon yhden metrin matkan. Hetkinen… onko se energiayksikkö vai työyksikkö?
Itse asiassa se on molempien yksikkö, koska nämä kaksi liittyvät toisiinsa. Energia on vain kehon kykyä tehdä työtä. Päinvastoin, keholle tehty työ muuttaa kehon energiaa. Palataan aiemmin mainittuun omenaesimerkkiin tarkentaaksemme.
Omena on suosikkiesimerkki havainnollistamaan yhden joulen työtä, kun käytetään aiemmin annettua määritelmää (eli tehdyn työn määrää…), koska omena painaa noin yhden Newtonin. Siten sinun on kohdistettava yhden Newtonin ylöspäin suuntautuva voima vastustaaksesi sen yhden Newtonin painoa. Kun olet nostanut sen yhden metrin korkeuteen, olisit tehnyt sen kanssa yhden joulen työtä.
Miten energia nyt sopii kuvaan? Kun teet työtä omenalla, omenan energia (tässä tapauksessa sen potentiaalinen energia) muuttuu. Huipulla omena olisi saanut noin yhden joulen potentiaalienergiaa.
Lisäksi, kun omena on metrin alkuperäisen asemansa, esimerkiksi lattian yläpuolella, painovoima olisi saanut kyvyn tehdä työtä sen päällä. Tämä kyky jouleina mitattuna vastaa yhtä joulea.
Tämä tarkoittaa, että kun vapautat omenan, painovoima, joka on yksinkertaisesti vain kehon paino ja yhtä Newtonia, pystyisi suorittamaan yhden joulen työtä, kun omena putoaa yhden metrin korkeudelta. .
Matemaattisesti 1 joule = 1 Newton ⋅ mittari. Kuitenkin kirjoittamalla sen nimellä Newton ⋅ mittaria ei suositella, koska se voidaan helposti sekoittaa vääntömomentin yksikköön.
Hiukkasfysiikan kokeet käsittelevät suuria määriä energioita. Siksi se tunnetaan myös korkean energian fysiikkana. Jos pidit vastauksestamme kysymykseen 'Mikä on joule?', sinun kannattaa lukea seuraavat artikkelit Universe Todaysta:
Harvinaiset binaaripulsarit tarjoavat korkean energian fysiikan laboratorion
Uusi hiukkanen heittää apinaavaimen hiukkasfysiikkaan
Physics Worldissä on myös muita:
Hiukkasfysiikka: seuraava sukupolvi
LHC:hen ja sen ulkopuolelle
Väsyneet silmät? Anna korviesi auttaa sinua oppimaan vaihteeksi. Tässä on joitain Astronomy Castin jaksoja, jotka saattavat sopia makuusi:
Suuri hadronitörmätin ja Higgs-Bosonin etsintä
Antimateriaa
Lähteet:
Wisconsinin yliopisto
Wikipedia
Virginian yliopisto