エネルギーに関連する単位について

エネルギーに関連する単位についてまとめます。

ニュートン【Ｎ】

力の単位。

1Nとは、質量1kgの物体に1m/s2の加速度を生じさせる力として定義されます。

式では次のように表されます。
　1N=1kg•m/s2

地球上で質量2kgのおもりが働く力は、重力加速度を9.8m/s2とすると、2kg*9.8m/s2=19.6Nとなります。

すなわち、人が2kg重の荷物を抱えているとき、荷物に対して19.6Nの力を与えているということになります。

SI単位系。

ジュール【Ｊ】

仕事あるいはエネルギーの単位。

1Jとは、1Nの力で物体を1m動かす仕事量として定義されます。

あるいは、1Nの力で物体を1m動かす仕事をする能力（すなわちエネルギー）と言い代えることもできます。

式では次のように表されます。
1J=1N*m

地球上で質量2kgのおもりを50cm持ち上げるとき、おもりに働く力は19.6Nであるので、その仕事量は19.6N*0.5m=9.8Jとなります。

すなわち、人が2kg重の荷物を地面から50cm持ち上げるとき、荷物に対して9.8Jの仕事を行ったということになります。

あるいは、人が荷物に対し9.8Jのエネルギーを与えた、もしくは、人が9.8Jのエネルギーを消費した、などと言い表すこともできます。

ワット【Ｗ】

仕事率あるいは電力の単位。1Wとは、1秒間に1Jの仕事をする仕事率あるいはエネルギー率として定義されます。

式では次のように表されます。
W=J/s

地球上で質量2kgのおもりを2秒間で50cm持ち上げるときの仕事率は、おもりに対して行う仕事は9.8Jであるので、その仕事率は9.8J÷2秒=4.9Wということになります。

すなわち、人が2kg重の荷物を地面から2秒間で50cm持ち上げたとき、その仕事率は4.9Wということになります。

次に、電力を基準で数字を割り当てて考えてみます。

10Wの電力は、重さ約1kg重（0.98kg重）のおもりを1秒間に1m持ち上げる仕事率に等しいということになります。