باز کردن منو اصلی

ژول (به انگلیسی: Joule) یکای اندازه‌گیری انرژی و کار در سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها یا دستگاه SI است. این یکا به افتخار جیمز ژول فیزیکدان انگلیسی نام‌گذاری شده‌است.

Joule
سامانه‌های اندازه‌گیرییکای فرعی اس‌آی
یکایانرژی
نشانJ 
برگرفته از نامجیمز ژول
۱ J در ...... برابر است با ...
   یکای اصلی اس‌آی   ۱ کیلوگرم·متر2/ثانیه2
   دستگاه واحدهای سانتیمتر-گرم-ثانیه   ۱×۱۰۷ ارگ (یکا)
   کیلووات ساعت   ۲٫۷۸×۱۰−۷ kW⋅h
   کالری   ۲٫۳۹×۱۰−۴ kcal
   BTUs   ۹٫۴۸×۱۰−۴ BTU
   الکترون‌ولت   ۶٫۲۴×۱۰۱۸ eV

محتویات

تعریفویرایش

بنا به تعریف، یک ژول(J) مقدار کاری است که نیروی یک نیوتن(N) در جابجا کردن یک جسم به اندازهٔ یک متر(m) انجام می‌دهد. یعنی:

 

بر حسب تعریف دیگر یکاها، به سادگی می‌توان نشان داد که:

 

که در آن، Pa(پاسکال) یکای فشار و W(وات) یکای توان هستند.

یک ژول را می‌توان به شکل‌های زیر نیز تعریف کرد:

اشتباه‌گرفتن با نیوتون-مترویرایش

با وجود اینکه بُعد (دیمانسیون) ژول با نیوتون-متر یکی است ‎(۱ J = ۱ N·m = ۱ kg·m۲·s−۲)‎ اما بهتر است ایندو را به جای یکدیگر بکار نبریم،[۱] چراکه نیوتون-متر (N·m) یکای گشتاور است اما ژول واحد انرژیست. رابطهٔ گشتاور و انرژی به صورت زیر است:

 
که E انرژی، τ اندازهٔ گشتاور و θ زاویهٔ جابجایی (بر حسب رادیان) است. از آنجایی که رادیان فاقد بُعد است، نتیجه می‌گیریم که گشتاور و انرژی دارای بعد یکسانی هستند.

اختصاص نیوتون-متر برای گشتاور و ژول برای انرژی، برای جلوگیری از سوءبرداشت‌ها و سوءتفاهم‌ها مفید است.[۱]

علت یکی بودن یکای گشتاور و انرژی این است که هم کار و هم گشتاور را می‌توان به صورت حاصلضرب نیرو در فاصله بیان کرد؛ با این وجود جزئیات ایندو مورد کاملاً متفاوت هستند؛ گشتاور حاصل ضرب خارجی نیرو در فاصله‌است در حالی که کار حاصل ضرب داخلی آن‌هاست. همچنین در گشتاور، منظور از فاصله، طول بازوی اهرم است، در حالی که در کار، منظور از فاصله، مسافت طی‌شده توسط شیءای است که به آن نیرو وارد می‌شود.

تبدیلاتویرایش

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ "Units with special names and symbols; units that incorporate special names and symbols". bipm. Retrieved 20 February 2012.
  • فیزیک، دیوید هالیدی و رابرت رزنیک، مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، مرکز نشر دانشگاهی، ۱۳۶۵؛ جلد اول، فصل هفتم