줄 계산

콘텐츠

단계로
4 가지 방법 중 1 : 줄 단위로 작업 계산
4 가지 방법 중 2 : 운동 에너지를 줄 단위로 계산
4 가지 방법 중 3 : 줄을 전기 에너지로 계산
4 가지 방법 중 4 : 줄 단위로 열 계산
팁
경고
필수품

영국 물리학 자 James Edward Joule의 이름을 딴 줄 (J)은 국제 미터법에서 가장 중요한 단위 중 하나입니다. 줄은 작업, 에너지 및 열의 단위로 사용되며 과학에서 널리 사용됩니다. 줄 단위로 답하려면 항상 표준 과학 단위를 사용하십시오.

단계로

4 가지 방법 중 1 : 줄 단위로 작업 계산

노동의 정의. 일이란 물체를 일정한 거리로 움직이기 위해 일정한 힘을 가하는 것으로 정의됩니다. 두 개 이상의 힘이 적용되지 않으면 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 힘 엑스 거리, 줄 단위로 쓸 수 있습니다 ( "뉴턴 미터"와 동일). 첫 번째 예에서는 바닥에서 가슴 높이까지 무게를 더하려는 사람을 가져와 그 사람이 수행 한 작업의 양을 계산합니다.
- 힘은 움직임 방향으로 가해 져야합니다. 물체를 잡고 앞으로 걸을 때 물체를 움직이는 방향으로 밀지 않기 때문에 물체에 대한 작업이 수행되지 않습니다.
움직이는 물체의 질량을 결정하십시오. 물체를 움직이는 데 필요한 힘을 계산하려면 물체의 질량이 필요합니다. 이 예에서는 무게의 질량이 10kg이라고 설명합니다.
- 표준이 아닌 파운드 또는 기타 단위를 사용하지 마십시오. 그렇지 않으면 최종 답변이 줄 단위가 아닙니다.
힘을 계산하십시오. 힘 = 질량 x 가속도. 우리의 예에서, 무게를 똑바로 들어 올리고, 우리가 극복하려는 가속도는 중력과 같으며, 9.8m / s 아래로 내려갑니다. (10kg) x (9.8m / s) = 98kgm / s = 98 뉴턴 (N)을 사용하여 무게를 들어 올리는 데 필요한 힘을 계산합니다.
- 물체가 수평으로 움직이면 중력은 무관합니다. 대신, 문제는 마찰 저항을 극복하기 위해 필요한 힘을 계산하라는 메시지를 표시 할 수 있습니다. 물체를 눌렀을 때의 가속도가 주어지면 주어진 가속도에 질량을 곱할 수 있습니다.
물체가 움직이는 거리를 측정하십시오. 이 예제에서, 우리는 무게가 1.5 미터 (m)를 해제한다고 가정. 거리는 미터로 측정해야합니다. 그렇지 않으면 최종 답을 줄로 기록 할 수 없습니다.
힘에 거리를 곱하십시오. 98 뉴턴 1.5 미터의 무게를 들어 올리려면 98 x 1.5 = 147 줄의 작업을 수행해야합니다.
비스듬히 움직이는 물체에 대한 노동력을 계산하십시오. 우리의 위의 예제는 간단했다 : 누군가가 개체에 위쪽으로 힘을 적용하고, 개체가 올라 갔다. 때때로 힘의 방향과 물체의 움직임은 물체에 여러 힘이 작용하기 때문에 완전히 동일하지 않습니다. 다음 예에서는 썰매에 부착 된 로프를 수평으로 30º 각도로 당겨 눈을 통해 25 미터 썰매를 끌기 위해 필요한 줄 수를 계산합니다. 다음이 유지됩니다 : 일 = 힘 x cos (θ) x 거리. "기호"는 그리스 문자 "세타"로 힘의 방향과 운동 방향 사이의 각도를 나타냅니다.
적용된 총 힘을 결정하십시오. 이 문제에서 우리는 그 사람이 10 뉴턴의 힘으로 밧줄을 끌어 말한다.
- "오른쪽으로", "위로"또는 "움직이는 방향으로"힘이 이미 제공된 경우 "힘 x cos (") "는 계산 된대로이며 값을 곱할 수 있습니다.
관련 힘을 계산하십시오. 힘의 일부만 캐리지를 앞으로 당깁니다. 로프가 비스듬히 올라 가기 때문에 나머지 힘은 캐리지를 들어 올려 중력을 방해합니다. 이동 방향의 힘을 계산하십시오.
- 이 예에서, 지상과 로프 사이의 각도 θ는 30 °이다.
- cos (θ)를 계산합니다. cos (30º) = (√3) / 2 = 약 0.866. 계산기를 사용하여이 값을 찾을 수 있지만 계산기에서 각도가 지정된 단위 (도 또는 라디안)로 올바른 단위를 사용하는지 확인하십시오.
- 총 힘 x cos (θ)를 곱합니다. 이 예에서, (10N)는 움직임의 방향으로 0.866 = 8.66 N을 X.
힘 x 거리를 곱하십시오. 이제 우리는 움직임의 방향으로 얼마나 많은 힘이 가해지고 있는지 알았으므로 평소와 같이 일을 계산할 수 있습니다. 우리의 문제는 캐리지가 20 미터 앞으로 견인되었음을 알려주므로 8.66 N x 20 m = 173.2 줄의 작업을 계산합니다.

4 가지 방법 중 2 : 운동 에너지를 줄 단위로 계산

운동 에너지를 이해하십시오. 운동 에너지는 운동 형태의 에너지 양입니다. 모든 형태의 에너지와 마찬가지로 줄로 표현할 수 있습니다.
- 운동 에너지는 일정한 속도로 고정 된 물체를 가속화 할 일의 양을 동일합니다. 그 속도에 도달하면 물체는 그 에너지가 열 (마찰에 의해), 중력 에너지 (중력에 대항하여) 또는 다른 유형의 에너지로 변환 될 때까지 그 양의 운동 에너지를 유지합니다.
물체의 질량을 결정하십시오. 예를 들어, 자전거와 자전거 타는 사람의 운동 에너지를 측정 할 수 있습니다. 라이더는 50kg의 질량을 가지며, 자전거는 20kg의 질량을 가지는 것으로 가정. 그것은 총 질량을 더합니다 미디엄 70kg의. 같은 속도로 함께 움직이기 때문에 이제 70kg의 물체 1 개로 함께 취급 할 수 있습니다.
속도를 계산하십시오. 이미 자전거의 속도 또는 벡터 속도를 알고 있다면, 그것을 적어 이동합니다. 그래도이를 계산해야하는 경우 아래 방법 중 하나를 사용하십시오. 이것은 문자가 자주 사용 되더라도 벡터 속도 (특정 방향의 속도)가 아닌 속도와 관련이 있습니다. V 속도에 사용됩니다. 사이클리스트의 회전을 무시하고 전체 거리가 일직선 인 척하십시오.
- 사이클리스트가 일정한 속도 (가속 없음)로 움직이면 사이클리스트가 이동 한 거리를 측정하고 해당 거리를 커버하는 데 걸린 시간 (초)으로 나눕니다. 이것은이 시나리오에서 어떤 주어진 순간에 속도와 동일한 평균 속도를 계산합니다.
- 사이클리스트가 일정한 가속도로 움직이고 방향을 바꾸지 않는다면, 그의 속도를 계산하십시오. 티 공식 '속도 (시간 t) = (가속) (티) + 초기 속도. 시간 (초)이며, 스피드 미터 / 초 가속도의 m / s.
다음 수식에 다음 숫자를 입력하십시오. 운동 에너지 = (1/2)미디엄 "V. 예를 들어 사이클리스트가 15m / s의 속도로 움직이고 있다면 그의 운동 에너지는 K = (1/2) (70kg) (15m / s) = (1/2) (70kg) ( 15m / s) (15m / s) = 7875kgm / s = 7875 뉴턴 미터 = 7875 줄.
- 운동 에너지의 공식은 일의 정의, W = FΔs 및 방정식 v = v에서 파생 될 수 있습니다.₀ + 2aΔs. ΔS는 "변위"을 지칭하거나 또한, 이동 거리.

4 가지 방법 중 3 : 줄을 전기 에너지로 계산

전력 x 시간을 사용하여 에너지를 계산합니다. 전력은 단위 시간당 소비되는 에너지로 정의되므로 소비 된 에너지를 전력 x 시간 단위로 계산할 수 있습니다. 1 와트 = 1 줄 / 초이기 때문에 와트 단위로 전력을 측정 할 때 유용합니다. 60W 백열 전구가 120 초 동안 사용하는 에너지의 양을 확인하려면 다음을 곱하십시오. (60 와트) x (120 초) = 7200 줄.
- 이 공식은 와트로 측정되는 모든 종류의 전력에 사용할 수 있지만 전기가 가장 분명합니다.
아래 단계를 사용하여 전기 회로의 에너지 흐름을 계산합니다. 아래 단계는 실제 예제로 요약되어 있지만이 방법을 사용하여 이론적 물리학 문제를 이해할 수도 있습니다. 먼저 공식 P = I x R을 사용하여 전력 P를 계산합니다. 여기서 I는 전류 (암페어)이고 R은 저항 (옴)입니다. 이 단위는 전력을 와트 단위로 제공하므로이 시점부터 이전 단계에서 사용한 공식을 적용하여 에너지를 줄 단위로 계산할 수 있습니다.
저항기를 선택하십시오. 저항은 저항에 직접 값이 표시되거나 일련의 컬러 링으로 표시되는 옴으로 표시됩니다. 저항계 또는 멀티 미터로 저항을 테스트 할 수도 있습니다. 이 예에서는 사용하는 저항이 10 옴이라고 가정합니다.
저항을 에너지 원 (배터리)에 연결합니다. 이를 위해 클램프를 사용하거나 저항을 테스트 회로에 배치하십시오.
일정 시간 동안 전류가 흐르도록하십시오. 이 예에서는 시간 단위로 10 초를 사용합니다.
전류의 강도를 측정하십시오. 유량계 또는 멀티 미터로이를 수행합니다. 대부분의 가정용 전류는 밀리 암페어 단위이므로 전류가 100 밀리 암페어 또는 0.1 암페어라고 가정합니다.
공식 P = I x R을 사용하십시오. 이제 전력을 찾기 위해 전류의 제곱 전력에 저항을 곱합니다. 이것은이 회로의 전력을 와트 단위로 제공합니다. 0.1의 제곱은 0.01을 제공합니다. 여기에 10을 곱하면 0.1 와트 또는 100 밀리 와트의 출력을 얻을 수 있습니다.
전력에 경과 시간을 곱하십시오. 이것은 줄 단위의 에너지를 제공합니다. 0.1 와트 x 10 초는 1 줄의 전기 에너지와 같습니다.
- 줄은 작은 단위이고 가전 제품의 에너지 소비는 일반적으로 와트, 밀리 와트 및 킬로와트로 표시되기 때문에 장치에서 소비하는 kWh (킬로와트 시간) 수를 계산하는 것이 더 편리합니다. 1 와트는 초당 1 줄과 같거나 1 줄은 1 와트 초와 같습니다. 1 킬로와트는 초당 1 킬로 줄과 같고 1 킬로 줄은 1 킬로와트 초와 같습니다. 한 시간에 3,600 초가 있으므로 1 킬로와트시는 3,600 킬로와트 초, 3,600 킬로 줄 또는 3,600,000 줄과 같습니다.

4 가지 방법 중 4 : 줄 단위로 열 계산

열이 추가되는 물체의 질량을 결정하십시오. 이를 위해 저울 또는 저울을 사용하십시오. 객체가 액체 인 경우, 최초의 액체가 들어갈 것이다 빈 용기의 무게. 액체의 질량을 찾으려면 용기와 액체의 질량에서 이것을 빼야합니다. 이 예에서는 물체가 500g의 물이라고 가정합니다.
- 사용, 그렇지 않으면 결과는 줄 (Joule)에서 제공되지 않습니다하지 다른 단위를 그램.
물체의 비열을 결정하십시오. 이 정보는 BINAS 화학 참고 서적에서 찾을 수 있습니다,하지만 당신은 또한 온라인으로 찾을 수 있습니다. 이것은 물의 비열입니다 씨 섭씨 1 도당 그램 당 4.19 줄 (매우 정확하고 싶다면 4.1855)입니다.
- 비열은 온도와 압력에 따라 약간 씩 다릅니다. 다른 조직과 교과서는 다른 "표준 온도"를 사용하므로 물의 비열에 대해 4,179를 찾을 수 있습니다.
- 섭씨 대신 켈빈을 사용할 수도 있습니다. 1 도는 두 접시 모두 동일하기 때문입니다 (3ºC로 가열하는 것은 3 켈빈으로 가열하는 것과 같습니다). 화씨 또는 결과가 줄 (Joule)에서 제공되지 않습니다 사용하지 마십시오.
물체의 현재 온도를 결정하십시오. 물체가 액체 인 경우 일반 (수은) 온도계를 사용할 수 있습니다. 다른 물체의 경우 프로브가있는 온도계가 필요할 수 있습니다.
물체를 가열하고 온도를 다시 측정하십시오. 이것은 가열하는 동안 객체에 추가 된 열의 양을 측정 할 수있다.
- 열의 형태로 저장된 총 에너지 양을 알고 싶다면 초기 온도가 절대 영도 인 0 켈빈 또는 -273.15ºC라고 가정 할 수 있습니다.
가열 후 온도에서 원래 온도를 뺍니다. 이것은 결과물의 온도 변화를 제공합니다. 물이 처음에는 섭씨 15도이고 가열 후 섭씨 35 도라고 가정하면 온도 변화는 섭씨 20 도입니다.
곱하기 특정 열 및 온도 변화에 의한 물체의 질량. 이 공식을 H =mcΔ티., 여기서 ΔT는 "온도 변화"를 나타냅니다. 이 예에서, 이것은 500g X 4.19 × 20 = 41900 주울된다.
- 열은 일반적으로 칼로리 또는 킬로 칼로리로 표시됩니다. 칼로리는 물 1g의 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 열량으로 정의되고, 킬로 칼로리 (또는 칼로리)는 물 1kg의 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 열량입니다. .. 위의 예에서 물 500g의 온도를 섭씨 20도 올리려면 10,000 칼로리 또는 10 킬로 칼로리가 필요합니다.

팁

주울에 관한 르라는 작업과 에너지의 또 다른 단위입니다; 1 erg는 1 cm의 거리에 1 dyne force를 곱한 것과 같습니다. 1 줄은 10,000,000 에르그와 같습니다.

경고

"줄"과 "뉴턴 미터"라는 용어는 동일한 단위를 나타내지 만 실제로 "줄"은 위의 계단을 오르는 예에서와 같이 모든 형태의 에너지와 일직선으로 수행되는 작업을 나타내는 데 사용됩니다. 토크 (회전하는 물체에 가해지는 힘)를 계산하는 데 사용되는 경우 "뉴턴 미터"라는 용어를 선호합니다.