Lavoro

Lavoro

Cos'è il lavoro?

Usiamo spesso la parola 'lavoro' nella nostra vita quotidiana. Ad esempio, potremmo dire che ottenere buoni voti a scuola richiede molto duro 'lavoro'. In fisica, il termine 'lavoro' ha un significato specifico.

Il lavoro, in fisica, si verifica quando una forza agisce su un oggetto per spostarlo di una certa distanza dal punto di partenza (chiamato anche spostamento). Il lavoro è calcolato come la forza moltiplicata per la distanza. La seguente equazione viene utilizzata per descrivere il lavoro:
Lavoro = Forza * distanza
o
W = Fd
Come misurare il lavoro

L'unità standard per il lavoro è il joule (J). Il joule è lo stesso di un newton-metro dove il newton è la forza e il metro è la distanza.

Forza e spostamento

La distanza (o spostamento) nel lavoro è la distanza dal punto iniziale al punto finale. La quantità di viaggio nel mezzo non ha importanza. Ad esempio, se sollevi un peso da terra e poi lo rimetti a terra, la distanza (o lo spostamento) è zero.

Non essere ingannato

Il lavoro di misurazione a volte può essere complicato. Affinché l'equazione W = Fd funzioni, la forza utilizzata nell'equazione deve essere la forza utilizzata per causare lo spostamento o la distanza. Inoltre, ricorda che affinché si sia verificato il lavoro, l'oggetto deve essere spostato dalla forza. Altrimenti, la distanza, o 'd', nella formula è 0 e il lavoro sarà 0.

Ecco alcuni esempi:

• Se qualcuno sta spingendo su un muro con tutte le sue forze, ma il muro non si muove, non è stato fatto alcun lavoro. Questo perché la distanza è zero.
• Se qualcuno sta usando la forza per tenere una roccia sopra la testa mentre cammina verso est attraverso un campo, non è stato fatto alcun lavoro. Questo perché la forza non è nella stessa direzione (la forza è in alto) della distanza percorsa dalla roccia (verso est).
• Se esegui un push-up completo, sollevandoti e poi tornando indietro, il lavoro totale è zero. Questo perché la distanza totale dal punto iniziale al punto finale è zero.
• Se lasci cadere la matita, il lavoro è avvenuto. Questo perché lo spostamento della matita dalla tua mano a terra è maggiore di zero ed è nella stessa direzione della forza che agisce sulla matita, che è la gravità.

Problema di esempio:

Un giocatore di baseball lancia una palla con una forza di 10 N. La palla viaggia per 20 metri. Qual è il lavoro totale?

W = F * distanza
W = 10 N * 20 metri
W = 200 joule

Problemi più complicati

Quando l'angolo tra la forza e lo spostamento non è 0 gradi o 90 gradi, viene utilizzata una formula più complessa per il lavoro. Questa formula include l'angolo theta (& Theta;) che è l'angolo tra la forza e lo spostamento.

W = F * d * cos & Theta;
Nel caso in cui la forza e lo spostamento sono nella stessa identica direzione theta = 0 e il cos & Theta; = 1. Nel caso in cui la forza non ha alcun impatto sullo spostamento e theta = 90 gradi, allora cos & Theta; = 0 e, quindi, il lavoro = 0.

Fatti interessanti sul lavoro

• Il lavoro è una quantità scalare, non una quantità vettoriale. Ciò significa che, a differenza della forza e della velocità, non ha direzione, ma solo una grandezza.
• Un'altra unità di lavoro è il piede-libbra. Un piede per libbra è uguale a 1,35581795 joule.
• Il joule è anche usato come unità di misura standard per l'energia.
• Il lavoro negativo è quando la forza che agisce su un oggetto ostacola lo spostamento dell'oggetto.