ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างนิวตันกับจูลคือนิวตันเป็นหน่วยที่วัดแรง ในขณะที่จูลเป็นหน่วยที่วัดพลังงาน
Joule และ Newton เป็นสองหน่วยที่มีประโยชน์มากในระบบหน่วย SI หน่วยเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง และจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับหน่วยเหล่านี้ ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างนิวตันกับจูลคือการใช้งาน
นิวตันคืออะไร
เพื่อให้เข้าใจว่านิวตันคืออะไร ก่อนอื่นต้องเข้าใจแนวคิดของแรงและโมเมนตัมเชิงเส้น โมเมนตัมเชิงเส้นของวัตถุมีค่าเท่ากับมวลของวัตถุคูณด้วยความเร็วของวัตถุเนื่องจากมวลเป็นสเกลาร์ และความเร็วเป็นเวกเตอร์ โมเมนตัมเชิงเส้นจึงเป็นเวกเตอร์ด้วย ซึ่งมีทิศทางเดียวกับความเร็ว ตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน แรงสุทธิที่กระทำต่อวัตถุจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเชิงเส้นของวัตถุนั้น ดังนั้น
แรงสุทธิ=คงที่ X โมเมนตัมเปลี่ยนแปลง / ครั้ง
แรงมีหน่วยพื้นฐาน kg m/s2 เพื่อขจัดค่าคงที่สัดส่วน นิวตันถูกกำหนดให้เป็นแรงที่จำเป็นในการเปลี่ยนความเร็วของวัตถุที่มีมวล 1 กิโลกรัม คูณ 1 เมตรต่อวินาที ใน 1 วินาที (เช่น การเร่งวัตถุด้วยมวลหน่วย ด้วยความเร็วหน่วย บนหน่วยเวลา)
รูปที่ 01: หนึ่งนิวตัน
หน่วยนิวตันได้ชื่อมาจากนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงท่านเซอร์ ไอแซกนิวตัน. เราใช้วัดแรง มิติของแรงคือ [มวล] [ยาว] / [เวลา] ^2.
จูลคืออะไร
เพื่อให้เข้าใจว่าจูลคืออะไร จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับแนวคิดเรื่องพลังงานและการทำงาน พลังงานเป็นแนวคิดที่ไม่สัญชาตญาณ คำว่า "พลังงาน" มาจากคำภาษากรีก "energeia" ซึ่งหมายถึงการทำงานหรือกิจกรรม ในแง่นี้ พลังงานเป็นกลไกที่อยู่เบื้องหลังกิจกรรม พลังงานไม่ใช่ปริมาณที่สังเกตได้โดยตรง แต่เราสามารถคำนวณได้โดยการวัดคุณสมบัติภายนอก พลังงานสามารถเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ พลังงานจลน์ พลังงานความร้อน และพลังงานศักย์เป็นชื่อบางส่วน ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถให้พลังงานแก่ระบบได้หลายวิธี ไม่ว่าจะโดยการทำงานในระบบหรือโดยตรงเป็นการถ่ายเทพลังงาน เช่น การให้ความร้อนแก่ระบบ
ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพมวลของแข็ง m kg บนพื้นผิวแนวราบที่ไม่มีการเสียดสีโดยให้แรงสุทธิ F ในระยะทาง xพลังงานจลน์เริ่มต้นของระบบเป็นศูนย์ และสมมติว่าวัตถุใช้ความเร็ว v หลังจากระยะทาง x พลังงานจลน์สุดท้ายคือ (mv2)/2 เนื่องจาก F=d(mv)/dt เมื่อนำทั้งสองข้างมารวมกับ dx เราจะได้ผลลัพธ์ F.x=(mv2)/2 นอกจากนี้ เราสามารถพิสูจน์ได้ว่างานที่ทำ (เช่น พลังงานที่ถ่ายโอน) คือ F.x เนื่องจากเราหาผลคูณดอท พลังงานผลลัพธ์จึงเป็นสเกลาร์
เราสามารถกำหนดหน่วยจูลเป็นปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนเมื่อมีการใช้แรง 1 นิวตันบนวัตถุที่มีความยาว 1 เมตร หน่วยพื้นฐานของจูลคือ kg m2/s2 ขนาดของจูลคือ [มวล][ยาว]2 /[เวลา]2 หน่วย Joule ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ James Prescott Joule นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง
นิวตันกับจูลต่างกันอย่างไร
แรงที่จำเป็นในการจัดเตรียมมวลหนึ่งกิโลกรัมด้วยความเร่งหนึ่งเมตรต่อวินาทีคือนิวตัน และจูลคือปริมาณพลังงานที่ถ่ายเทเมื่อมีแรง 1 นิวตันถูกนำไปใช้กับวัตถุในระยะเวลาหนึ่ง 1 เมตรความแตกต่างที่สำคัญระหว่างนิวตันและจูลคือหน่วยนิวตันวัดแรงในขณะที่หน่วยจูลวัดพลังงาน เราแสดงว่านิวตันเป็น N และจูลเป็น J นอกจากนี้ นิวตันยังเป็นเวกเตอร์และจูลเป็นสเกลาร์ นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างนิวตันกับจูล
สรุป – นิวตัน vs จูล
นิวตันและจูลเป็นหน่วยสำคัญในระบบหน่วย SI ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างนิวตันกับจูลคือนิวตันเป็นหน่วยที่วัดแรง ในขณะที่จูลเป็นหน่วยที่วัดพลังงาน