ההבדל העיקרי בין ניוטון לג'ול הוא שניוטון הוא יחידה המודדת כוח, בעוד שג'ול היא יחידה שמודד אנרגיה.
ג'ול וניוטון הן שתי יחידות שימושיות מאוד במערכת יחידות SI. יחידות אלה חשובות ביותר, ויש צורך בהבנה טובה שלהן. ההבדל הבסיסי בין ניוטון לג'ול הוא היישומים שלהם.
מה זה ניוטון?
כדי להבין מהו ניוטון, יש להבין תחילה את המושג כוח ותנע ליניארי. התנע הליניארי של עצם שווה למסה של העצם כפול מהירות העצם.מכיוון שהמסה היא סקלרית, והמהירות היא וקטור, התנע הליניארי הוא גם וקטור, שיש לו אותו כיוון כמו המהירות. על פי חוק התנועה השני של ניוטון, הכוח הנקי הפועל על עצם הוא פרופורציונלי לקצב השינוי של התנע הליניארי של אותו עצם. לכן, כוח נטו=שינוי מומנטום X קבוע/זמן
לכוח יש את היחידות הבסיסיות ק ג m/s2 כדי לבטל את קבוע המידתיות, ניוטון מוגדר ככוח הדרוש לשינוי המהירות של עצם בעל מסה 1 קילוגרם, ב-1 מטר לשנייה, בשנייה אחת. (כלומר האצת עצם עם יחידת מסה, לפי מהירות יחידה, ביחידת זמן).
איור 01: ניוטון אחד
היחידה ניוטון קיבלה את שמה על שם המדען הבולט אדוני. אייזק ניוטון. אנו משתמשים בו כדי למדוד כוח. ממדי הכוח הם [מסה] [אורך] / [זמן] ^2.
מה זה ג'אול?
כדי להבין מהו ג'ול, יש צורך בהבנה נכונה של המושגים של אנרגיה ועבודה. אנרגיה היא מושג לא אינטואיטיבי. המונח "אנרגיה" מגיע מהמילה היוונית "energeia", שפירושה פעולה או פעילות. במובן זה, אנרגיה היא המנגנון מאחורי פעילות. אנרגיה אינה כמות ניתנת לצפייה ישירה. אבל אנחנו יכולים לחשב את זה על ידי מדידת תכונות חיצוניות. אנרגיה יכולה להופיע בצורות רבות. אנרגיה קינטית, אנרגיה תרמית ואנרגיה פוטנציאלית הם למנות כמה. יתרה מכך, אנו יכולים לתת אנרגיה למערכת בכמה דרכים; או על ידי ביצוע עבודה על המערכת או ישירות כהעברת אנרגיה כמו חימום המערכת.
לדוגמה, דמיינו מסה מוצקה של מ' ק ג על משטח שטוח ואופקי ללא חיכוך ניתנת לכוח נטו F לאורך מרחק x.האנרגיה הקינטית הראשונית של המערכת היא אפס ובהנחה שהאובייקט לוקח מהירות v אחרי המרחק x האנרגיה הקינטית הסופית היא (mv2)/2. מכיוון ש-F=d(mv)/dt, על ידי שילוב שני הצדדים ביחס ל-dx, נוכל לקבל את התוצאה F.x=(mv2)/2. יתרה מכך, אנו יכולים להוכיח שהעבודה שנעשתה (כלומר: האנרגיה המועברת) היא F.x. מכיוון שאנו לוקחים את תוצר הנקודה, האנרגיה המתקבלת היא סקלרית.
אנו יכולים להגדיר את יחידת ג'ול ככמות האנרגיה המועברת כאשר מופעל כוח של 1 ניוטון על עצם לאורך של 1 מטר. היחידה הבסיסית של ג'ול היא ק"ג m2/s2 הממדים של ג'ול הם [mass][length]2 /[זמן]2 יחידת ג'ול נקראת לכבודו של המדען הנודע ג'יימס פרסקוט ג'ול.
מה ההבדל בין ניוטון לג'ול?
הכוח הדרוש כדי לספק מסה של קילוגרם אחד עם תאוצה של מטר לשנייה הוא ניוטון, והג'ול הוא כמות האנרגיה המועברת כאשר מופעל כוח של 1 ניוטון על עצם לאורך אורך של 1 מטר.ההבדל העיקרי בין ניוטון לג'אול הוא שהיחידה ניוטון מודדת כוח בעוד שהיחידה ג'ול מודדת אנרגיה. נסמן את ניוטון כ-N ואת ג'ול כ-J. יתרה מכך, ניוטון הוא וקטור וג'ול הוא סקלאר. זהו הבדל חשוב נוסף בין ניוטון לג'ול.
סיכום – ניוטון נגד ג'ול
ניוטון וג'ול הם יחידות חשובות במערכת יחידות SI. ההבדל העיקרי בין ניוטון לג'ול הוא שניוטון היא יחידה המודדת כוח, בעוד שג'ול היא יחידה המודדת אנרגיה.
