在大学物理中,符号“J”通常表示焦耳(Joule),是能量、功和热的单位。其定义和换算关系如下:
基本定义 1焦耳等于1牛顿力(N)作用下,物体沿力的方向移动1米所做的功,即:
$$1 text{J} = 1 text{N} cdot text{m}$$
也等于1瓦特(W)的功率作用1秒释放的能量,即:
$$1 text{J} = 1 text{W} cdot text{s} = 1 text{A} cdot text{V} cdot text{s}$$
单位换算
- 1千焦耳(kJ)= 1000焦耳
- 1兆焦耳(MJ)= 1000千焦耳
- 1焦耳与卡路里的换算关系:
$$1 text{kJ} = 4.184 text{kJ} cdot text{cal} = 4184 text{cal}$$
应用示例
若力F=10N,物体移动距离s=2m,则功(即能量)为:
$$W = F cdot s = 10 text{N} cdot 2 text{m} = 20 text{J}$$
若功率P=50W,作用时间t=5s,则能量释放为:
$$E = P cdot t = 50 text{W} cdot 5 text{s} = 250 text{J}$$
注意:
在转动惯量的计算中,“J”表示转动惯量(单位:kg·m²),与能量单位焦耳不同,需注意区分。- 若问题涉及其他物理量(如虚数单位j),需结合具体物理场景分析其含义。