Um joule (J) é a unidade derivada de energia no Sistema Internacional de Unidades (SI). É definido como a quantidade de energia transferida ou trabalho realizado quando uma força de um newton é aplicada a uma distância de um metro na direção da força.

Na forma de equação, pode ser expresso como:

Joule (J) =Newton (N) × Metro (m)

É importante notar que o joule mede a magnitude da energia, sem especificar a natureza ou o tipo de energia envolvida. A energia pode existir em várias formas, como calor, luz, energia potencial, energia cinética e muito mais. Joules são usados ​​para quantificar todas essas formas de energia uniformemente.

Aqui estão alguns exemplos de quantidades de energia expressas em joules:

1. Uma pessoa levanta verticalmente um objeto de 10 quilos a uma altura de 2 metros contra a força da gravidade. O trabalho realizado para levantar o objeto é de 200 joules (10 kg × 9,8 m/s² × 2 m).

2. Uma lâmpada consome 60 watts de energia e funciona durante 1 hora. A energia total consumida pela lâmpada é de 216.000 joules (60 J/s × 3.600 s).

3. Um carro em movimento com massa de 1.000 kg viaja a uma velocidade de 20 metros por segundo. A energia cinética do carro é de 200.000 joules (1/2 × 1.000 kg × (20 m/s)²).

Em termos práticos, um joule representa uma quantidade relativamente pequena de energia. Por exemplo, um joule é aproximadamente equivalente à energia necessária para elevar uma pequena maçã em cerca de um décimo de metro contra a força da gravidade. Em contraste, valores de energia maiores são frequentemente expressos em quilojoules (kJ) ou megajoules (MJ) para denotar milhares ou milhões de joules, respectivamente.

Compreender e medir a energia em joules é fundamental em diversas áreas científicas, como física, engenharia e termodinâmica. Permite quantificação e comparação precisas de transferências de energia e permite-nos quantificar e analisar fenómenos energéticos com precisão.