エレクトロニクスおよび幅広い科学的アプリケーションでは、ジュールはエネルギーの標準単位です。ジュールは、1 メートルの変位に 1 ニュートンの力が加えられたときに消費されるエネルギー量です。 1 ジュールは、1 秒間に浪費または放出される 1 ワットの電力に相当します。熱は研究され、ジェームズ・プレスコット・ジュールによって機械的仕事へのリンクが特定されました。彼はエネルギー保存の概念を確立し、最終的に熱力学の第一法則に影響を与えました。彼はまた、エネルギー伝達を支配するジュールの法則を開発しました。次の寸法方程式は、方程式が正確であることを確認し、複数の物理量間の関係を計算し、ある単位系から別の単位系に変更するために使用されます。ジュールはエネルギーの単位なので、次元の式も同じです。
寸法式は、物理量の単位から派生した基本的な量の集まりです。角括弧は、それを象徴するために使用されます。質量、時間、長さなどの基本量の次元方程式は、それぞれ [M]、[T]、[L] です。
次元分析
次元分析は、物理量の次元を決定してそれらの関係を検証するプロセスです。これらの次元は、数値の倍数や定数とは無関係であり、世界のあらゆる量は、これら 7 つの基本次元の関数として表すことができます。
次元分析では、次元と測定単位を使用して物理量間の関係を調べます。同じ単位を維持し、数学的計算を効率的に実行できるようにするため、次元分析は重要です。
ジュールの次元式の導出:
エネルギーの式は、
エネルギー =力 x 距離
力は次のように書かれます
力 =質量 x 加速度
加速度は次のように定式化されます。
加速度 =速度時間 =m/ss
質量の基本的な次元の式は [M]、長さの基本的な式は [L]、時間の式は [T] です。
したがって、加速度=[L1][T1][T1] =[L1][T1+1] =[L1][T2] =[L1T-2]
これを力の式に代入すると、
力 =[M1].[L1T-2]=[M1L1T-2]
これをエネルギー式に代入し、[L] を距離の次元式として、
エネルギー=[M1L1T-2].[L]
2 つの項を乗算します。
エネルギー=[M1L2T-2]
したがって、ジュールの次元式は [M1L2T-2] です。
エネルギー
エネルギーは、仕事をする能力として定義されます。言い換えれば、エネルギーは仕事をする能力です。大きさと方向しか持たないため、スカラー量です。エネルギーの SI 単位はジュールです。エネルギーは、生物、無生物を問わず、宇宙のあらゆるものに存在します。エネルギーは、運動エネルギーと位置エネルギーなどの種類に分けることができます。
運動エネルギー：運動エネルギーの形です。物体の運動エネルギーは、質量の半分に速度の 2 乗を掛けた値に等しくなります。
K.E. =(½) m v²
ここで、m は質量、v はオブジェクトの速度です。
ポテンシャル エネルギー:静止によるエネルギーは、ポテンシャル エネルギーとして知られています。それは、仕事をするために使用できるエネルギーの形です。位置エネルギーの最も一般的なタイプの 1 つは重力です。
P.E. =mgh
ここで、m は質量、g は重力加速度、h は地表からの高さです。
結論
ジュールはジェームズ・プレスコット・ジュールが提唱したエネルギーの単位です。エネルギーの単位なので、次元の式はエネルギーと同じで、エネルギーの式の力と距離をそれらの次元の式に置き換えることで得られます。したがって、そのようにして得られたジュールの寸法式は [M1L2T-2] になります。
