जौल्सची गणना कशी करावी

सामग्री

पावले
5 पैकी 1 पद्धत: कामाची गणना (जे)
5 पैकी 2 पद्धत: दिलेल्या शक्ती (डब्ल्यू) पासून ऊर्जा (जे) ची गणना करा
5 पैकी 3 पद्धत: काइनेटिक एनर्जीची गणना (जे)
5 पैकी 4 पद्धत: उष्णतेच्या रकमेची गणना (जे)
5 पैकी 5 पद्धत: विद्युत उर्जेची गणना (जे)
टिपा
चेतावणी
आपल्याला काय आवश्यक आहे

जूल (जे) आंतरराष्ट्रीय यंत्रणेच्या युनिट्स (एसआय) मधील सर्वात महत्वाच्या एककांपैकी एक आहे. जौल्स काम, ऊर्जा आणि उष्णता मोजतात. जौल्समध्ये अंतिम परिणामाचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी, एसआय युनिट्स वापरा.जर कामामध्ये इतर मोजमापाची एकके दिली गेली तर त्यांना आंतरराष्ट्रीय यंत्रणेच्या युनिटमधून मोजमापाच्या एककांमध्ये रूपांतरित करा.

पावले

5 पैकी 1 पद्धत: कामाची गणना (जे)

1 भौतिकशास्त्रात कामाची संकल्पना. जर तुम्ही बॉक्स हलवला तर तुम्ही काम पूर्ण कराल. जर तुम्ही बॉक्स उचलला, तर तुम्ही काम केले आहे. काम करण्यासाठी, दोन अटी पूर्ण केल्या पाहिजेत:
- तुम्ही सतत शक्ती लागू करत आहात.
- लागू केलेल्या शक्तीच्या कृती अंतर्गत, शरीर शक्तीच्या क्रियेच्या दिशेने फिरते.
2 कामाची गणना करा. हे करण्यासाठी, शक्ती आणि अंतर (ज्याद्वारे शरीर हलवले) गुणाकार करा. एसआय मध्ये, बल न्यूटनमध्ये आणि मीटरमध्ये अंतर मोजले जाते. आपण या युनिट्सचा वापर केल्यास, परिणामी काम joules मध्ये मोजले जाईल.
- समस्या सोडवताना, लागू शक्तीची दिशा निश्चित करा. बॉक्स उचलताना, तळापासून वरच्या दिशेने निर्देशित केले जाते, परंतु जर आपण हातात बॉक्स घेतला आणि विशिष्ट अंतर चालत असाल तर आपण काम करणार नाही - आपण बल लागू करत आहात जेणेकरून बॉक्स पडू नये, परंतु ही शक्ती बॉक्स हलवत नाही.
3 आपल्या शरीराचे वजन शोधा. शरीराला हलविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या शक्तीची गणना करणे आवश्यक आहे. एक उदाहरण विचारात घ्या: 10 किलो वजनाची बारबेल उचलताना (मजल्यापासून छातीपर्यंत) खेळाडूने केलेल्या कामाची गणना करा.
- जर समस्येमध्ये मोजमापाची नॉन-स्टँडर्ड युनिट्स असतील तर त्यांना एसआय युनिटमध्ये रूपांतरित करा.
4 ताकदीची गणना करा. बल = वस्तुमान x त्वरण. आमच्या उदाहरणामध्ये, आम्ही गुरुत्वाकर्षणाचा प्रवेग विचारात घेतो, जे 9.8 मीटर / सेकंदांच्या बरोबरीचे आहे. बार वर नेण्यासाठी लागणारी शक्ती 10 (किलो) x 9.8 (एम / एस) = 98 किलो ∙ एम / एस = 98 एन आहे.
- जर शरीर क्षैतिज विमानात फिरत असेल तर गुरुत्वाकर्षणामुळे प्रवेगकडे दुर्लक्ष करा. कदाचित या कार्यासाठी घर्षणावर मात करण्यासाठी आवश्यक शक्तीची गणना करणे आवश्यक असेल. जर समस्येमध्ये प्रवेग दिलेला असेल तर फक्त दिलेल्या शरीराच्या वस्तुमानाने गुणाकार करा.
5 प्रवास केलेले अंतर मोजा. आमच्या उदाहरणामध्ये, असे म्हणूया की बार 1.5 मीटर उंचीवर उचलला गेला आहे. (जर समस्येमध्ये मोजमापाची अ-मानक एकके दिली गेली असतील तर त्यांना एसआय युनिटमध्ये रूपांतरित करा.)
6 शक्तीला अंतराने गुणाकार करा. 10 किलो वजनाची बारबेल 1.5 मीटर उंचीपर्यंत वाढवण्यासाठी, खेळाडू 98 x 1.5 = 147 J च्या बरोबरीने काम करेल.
7 जेव्हा शक्ती कोनावर निर्देशित केली जाते तेव्हा कामाची गणना करा. मागील उदाहरण अगदी सोपे होते: शक्ती आणि शरीराच्या हालचालीच्या दिशानिर्देश एकसारखे होते. परंतु काही प्रकरणांमध्ये, शक्ती प्रवासाच्या दिशेने एका कोनात निर्देशित केली जाते. एक उदाहरण विचारात घ्या: आडव्यापासून 30 अंश अंतरावर असलेल्या दोरीने 25 मीटर स्लेज खेचणाऱ्या मुलाने केलेल्या कामाची गणना करा. या प्रकरणात कार्य = बल x कोसाइन (θ) x अंतर. कोन θ म्हणजे शक्तीची दिशा आणि हालचालीची दिशा यांच्यातील कोन.
8 एकूण लागू शक्ती शोधा. आमच्या उदाहरणामध्ये, असे म्हणूया की मुल 10 N च्या बरोबरीने शक्ती लागू करते.
- जर समस्या असे म्हणते की शक्ती वरच्या दिशेने, किंवा उजवीकडे / डावीकडे निर्देशित केली जाते किंवा त्याची दिशा शरीराच्या हालचालीच्या दिशेने जुळते, तर कामाची गणना करण्यासाठी, फक्त शक्ती आणि अंतर गुणाकार करा.
9 संबंधित शक्तीची गणना करा. आमच्या उदाहरणात, एकूण शक्तीचा फक्त एक अंश स्लेज पुढे खेचतो. दोरी वरच्या दिशेने (आडव्या कोनात) असल्याने, एकूण शक्तीचा दुसरा भाग स्लेज उचलण्याचा प्रयत्न करीत आहे. म्हणून, शक्तीची गणना करा, ज्याची दिशा हालचालीच्या दिशेने जुळते.
- आमच्या उदाहरणामध्ये, कोन θ (जमीन आणि दोरीच्या दरम्यान) 30º आहे.
- cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866. कॅल्क्युलेटर वापरून हे मूल्य शोधा; कॅल्क्युलेटरमधील कोन एकक अंशांवर सेट करा.
- एकूण शक्तीला cosθ ने गुणाकार करा. आमच्या उदाहरणात: 10 x 0.866 = 8.66 N - ही एक शक्ती आहे ज्याची दिशा हालचालीच्या दिशेने जुळते.
10 कामाची गणना करण्यासाठी संबंधित शक्तीला अंतराने गुणाकार करा. आमच्या उदाहरणात: 8.66 (H) x 20 (m) = 173.2 J.

5 पैकी 2 पद्धत: दिलेल्या शक्ती (डब्ल्यू) पासून ऊर्जा (जे) ची गणना करा

1 शक्ती आणि ऊर्जा. शक्ती वॅट्स (डब्ल्यू) मध्ये मोजली जाते आणि बदल, रूपांतरण, प्रसारण किंवा ऊर्जेच्या वापराचे दर वर्णन करते, जे जूल (जे) मध्ये मोजले जाते.दिलेल्या शक्ती (डब्ल्यू) साठी ऊर्जा (जे) ची गणना करण्यासाठी, आपल्याला वेळेची लांबी माहित असणे आवश्यक आहे.
2 उर्जा (जे) ची गणना करण्यासाठी, शक्ती (डब्ल्यू) ची वेळ (र) द्वारे गुणाकार करा. 1 डब्ल्यू क्षमतेचे उपकरण प्रत्येक 1 सेकंदासाठी 1 जे ऊर्जा वापरते. उदाहरणार्थ, 60 डब्ल्यू बल्बद्वारे 120 सेकंदांसाठी वापरलेल्या ऊर्जेची गणना करू: 60 (W) x 120 (s) = 7200 J
- हे सूत्र वॅट्समध्ये मोजलेल्या कोणत्याही शक्तीसाठी खरे आहे, परंतु विजेचा समावेश असलेल्या कार्यांमध्ये सामान्यतः वापरले जाते.

5 पैकी 3 पद्धत: काइनेटिक एनर्जीची गणना (जे)

1 गतिज ऊर्जा ही गतीची ऊर्जा आहे. हे joules (J) मध्ये व्यक्त केले जाऊ शकते.
- गतिज ऊर्जा स्थिर शरीराला एका विशिष्ट वेगाने गती देण्यासाठी केलेल्या कामाच्या बरोबरीची असते. एका विशिष्ट गतीपर्यंत पोहोचल्यानंतर, शरीराची गतिज ऊर्जा उष्णतेमध्ये (घर्षणातून), गुरुत्वीय संभाव्य ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षणाविरुद्ध फिरताना) किंवा इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित होईपर्यंत स्थिर राहते.
2 आपल्या शरीराचे वजन शोधा. उदाहरणार्थ, सायकल आणि सायकलस्वार यांच्या गतीज ऊर्जेची गणना करा. सायकलस्वारचे वजन 50 किलो असते आणि बाईकचे वजन 20 किलो असते, म्हणजे शरीराचे एकूण वजन 70 किलो असते (बाईक आणि सायकलस्वार यांना एकच शरीर माना, कारण ते एकाच दिशेने आणि त्याच वेगाने जातील).
3 गतीची गणना करा. समस्येमध्ये गती दिल्यास, पुढील चरणावर जा; अन्यथा, खालील पद्धतींपैकी एक वापरून त्याची गणना करा. लक्षात घ्या की गतीची दिशा येथे नगण्य आहे; शिवाय, समजा सायकलस्वार सरळ रेषेत गाडी चालवत आहे.
- जर सायकलस्वार सतत वेगाने चालत असेल (प्रवेग नसेल), प्रवास केलेले अंतर (मी) मोजा आणि हे अंतर कापण्यासाठी घेतलेल्या वेळेनुसार विभाजित करा. हे आपल्याला सरासरी वेग देईल.
- जर सायकलस्वार वेग वाढवत होता, आणि प्रवेगचे मूल्य आणि हालचालीची दिशा बदलली नाही, तर दिलेल्या वेळी t ची गती सूत्रानुसार मोजली जाते: प्रवेग x t + प्रारंभिक वेग. वेळ सेकंदात मोजला जातो, गती m / s मध्ये, प्रवेग m / s मध्ये.
4 सूत्रांमध्ये मूल्ये जोडा. गतिज ऊर्जा = (1/2) mv, जेथे m वस्तुमान आहे, v वेग आहे. उदाहरणार्थ, जर सायकलस्वारची गती 15 मी / सेकंद असेल तर त्याची गतीज ऊर्जा के = (1/2) (70 किलो) (15 मी / सेकंद) = (1/2) (70 किलो) (15 मी / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 N ∙ m = 7875 J
- गतीज ऊर्जेची गणना करण्याचे सूत्र कामाची व्याख्या (W = FΔs) आणि किनेमॅटिक समीकरण (v = v₀ + 2aΔs, जेथे Δs हे अंतर आहे).

5 पैकी 4 पद्धत: उष्णतेच्या रकमेची गणना (जे)

1 गरम झालेल्या शरीराचे वस्तुमान शोधा. हे करण्यासाठी, शिल्लक किंवा स्प्रिंग स्केल वापरा. जर शरीर द्रव असेल तर प्रथम रिकाम्या कंटेनरचे वजन करा (ज्यामध्ये आपण द्रव ओतणार) त्याचे वस्तुमान शोधण्यासाठी. द्रव वजन केल्यानंतर, रिकाम्या कंटेनरचे वस्तुमान या मूल्यापासून वजा करा जेणेकरून द्रव द्रव्यमान मिळेल. उदाहरणार्थ, 500 ग्रॅम वजनाच्या पाण्याचा विचार करा.
- जूलमध्ये परिणाम मोजण्यासाठी, वस्तुमान ग्रॅममध्ये मोजले जाणे आवश्यक आहे.
2 शरीराची विशिष्ट उष्णता शोधा. हे रसायनशास्त्र, भौतिकशास्त्र पाठ्यपुस्तक किंवा इंटरनेटवर आढळू शकते. पाण्याची विशिष्ट उष्णता क्षमता 4.19 J / g आहे.
- विशिष्ट उष्णता तापमान आणि दाबाने किंचित बदलते. उदाहरणार्थ, काही स्त्रोतांमध्ये पाण्याची विशिष्ट उष्णता क्षमता 4.18 J / g आहे (कारण विविध स्रोत "संदर्भ तापमान" चे वेगवेगळे मूल्य निवडतात).
- तापमान केल्विन किंवा सेल्सिअसमध्ये मोजले जाऊ शकते (कारण दोन तापमानांमधील फरक समान असेल), परंतु डिग्री फॅरेनहाइटमध्ये नाही.
3 आपल्या शरीराचे प्रारंभिक तापमान शोधा. जर शरीर द्रव असेल तर थर्मामीटर वापरा.
4 शरीर गरम करा आणि त्याचे अंतिम तापमान शोधा. अशाप्रकारे आपण गरम केल्यावर शरीरात किती उष्णता हस्तांतरित केली जाते हे आपण शोधू शकता.
- जर तुम्हाला उष्णतेमध्ये रूपांतरित होणारी एकूण ऊर्जा शोधायची असेल तर शरीराचे प्रारंभिक तापमान पूर्ण शून्य (0 केल्विन किंवा -273.15 सेल्सियस) असावे. हे सहसा लागू होत नाही.
5 शरीराच्या तापमानात बदल शोधण्यासाठी शरीराच्या सुरुवातीच्या तापमानाला शेवटच्या तापमानापासून वजा करा. उदाहरणार्थ, पाणी 15 अंश सेल्सिअस ते 35 अंश सेल्सिअस पर्यंत गरम केले जाते, म्हणजेच पाण्याच्या तापमानात बदल 20 अंश सेल्सिअस आहे.
6 शरीराचे वजन, त्याची विशिष्ट उष्णता आणि शरीराच्या तापमानातील बदल गुणाकार करा. सूत्र: H = mcΔT, जेथे ΔT तापमानात बदल आहे. आमच्या उदाहरणात: 500 x 4.19 x 20 = 41.900 जे
- उष्णता कधीकधी कॅलरी किंवा किलोकॅलरीजमध्ये मोजली जाते. कॅलरीज म्हणजे 1 ग्रॅम पाण्याचे तापमान 1 अंश सेल्सिअसने वाढवण्यासाठी आवश्यक उष्णतेचे प्रमाण; किलोकॅलरीज म्हणजे 1 किलो पाण्याचे तापमान 1 अंश सेल्सिअसने वाढवण्यासाठी आवश्यक उष्णतेचे प्रमाण. वरील उदाहरणात, 500 ग्रॅम पाण्याचे तापमान 20 अंश सेल्सिअसने वाढवण्यासाठी 10,000 कॅलरी किंवा 10 किलो कॅलरी लागेल.

5 पैकी 5 पद्धत: विद्युत उर्जेची गणना (जे)

1 हे इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये ऊर्जेच्या प्रवाहाची गणना करण्याच्या पद्धतीचे वर्णन करते. एक व्यावहारिक उदाहरण दिले जाते ज्याच्या आधारे कोणी शारीरिक समस्या सोडवू शकतो. सुरवातीला, सूत्र P = I x R नुसार शक्तीची गणना करू, जेथे मी सध्याची शक्ती (A) आहे, R हा प्रतिकार (ओहम) आहे. आपल्याला शक्ती (डब्ल्यू) मिळेल ज्याद्वारे आपण ऊर्जेची गणना करू शकता (जे) (दुसरा अध्याय पहा).
2 एक रेझिस्टर घ्या. रेझिस्टरचे प्रतिरोध मूल्य (ओहम) संख्या किंवा रंग-कोडित चिन्हांद्वारे दर्शविले जाते. आपण रेझिस्टरला ओममीटर किंवा मल्टीमीटरशी कनेक्ट करून त्याचे प्रतिकार देखील निर्धारित करू शकता. उदाहरणार्थ, 10 ओम रेझिस्टर घेऊ.
3 विद्युत् स्त्रोताशी रेझिस्टर कनेक्ट करा. हे करण्यासाठी, मगर क्लिप किंवा इलेक्ट्रिकल सर्किटसह प्रायोगिक स्टँड वापरा.
4 ठराविक काळासाठी सर्किटमधून करंट पास करा. उदाहरणार्थ, हे 10 सेकंदांसाठी करा.
5 अँपेरेज निश्चित करा. हे करण्यासाठी, एमीटर किंवा मल्टीमीटर वापरा. उदाहरणार्थ, वर्तमान 100 एमए = 0.1 ए आहे.
6 P = I x R हे सूत्र वापरून शक्ती (W) ची गणना करा. आमच्या उदाहरणात: P = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 W = 100 mW
7 ऊर्जा शोधण्यासाठी शक्ती आणि वेळ गुणाकार करा (जे). आमच्या उदाहरणात: 0.1 (W) x 10 (s) = 1 J.
- 1 जूल हे एक लहान मूल्य असल्याने आणि विद्युत उपकरणांची शक्ती वॉट्स, मिलिवॅट आणि किलोवॅटमध्ये दर्शविली जाते, गृहनिर्माण आणि सांप्रदायिक क्षेत्रात, ऊर्जा सहसा किलोवॅट-तासांमध्ये मोजली जाते. जर 1 W = 1 J / s, तर 1 J = 1 W ∙ s; जर 1 kW = 1 kJ / s, तर 1 kJ = 1 kW ∙ s. 1 h = 3600 s पासून, नंतर 1 kW ∙ h = 3600 kW ∙ s = 3600 kJ = 3600000 J.

टिपा

एसआय मध्ये, ऊर्जा आणि कार्य देखील एर्ग्समध्ये मोजले जाते. 1 एर्ग = 1 डायन (शक्ती मोजण्याचे एकक) x 1 सेमी. 1 जे = 10,000,000 एर्ग.

चेतावणी

जूल आणि न्यूटन मीटर कामासाठी मोजण्याचे एकक आहेत. जौल्स ऊर्जा मोजतात आणि जेव्हा शरीर सरळ रेषेत फिरते तेव्हा केलेले कार्य. जर शरीर फिरते, तर मोजण्याचे एकक न्यूटन-मीटर आहे.