Qual è la definizione di lavoro in fisica?

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In fisica , il lavoro è definito come a forza provocando il movimento, o spostamento, di un oggetto. Nel caso di una forza costante, il lavoro è il prodotto scalare della forza che agisce su un oggetto e lo spostamento causato da quella forza. Sebbene sia la forza che lo spostamento lo siano vettore quantità, il lavoro non ha una direzione a causa della natura di un prodotto scalare (o prodotto scalare) in matematica vettoriale . Questa definizione è coerente con la definizione corretta perché una forza costante si integra semplicemente al prodotto della forza e della distanza.

Continua a leggere per imparare alcuni esempi di lavoro nella vita reale e come calcolare la quantità di lavoro svolto.

Esempi di lavoro

Ci sono molti esempi di lavoro nella vita di tutti i giorni. L'aula di fisica ne nota alcuni: un cavallo che tira un aratro attraverso il campo; un padre che spinge un carrello della spesa lungo il corridoio di un negozio di alimentari; uno studente che porta in spalla uno zaino pieno di libri; un sollevatore di pesi che solleva un bilanciere sopra la testa; e un olimpionico che lancia il lancio del peso.

In generale, affinché avvenga il lavoro, è necessario esercitare una forza su un oggetto che lo faccia muovere. Quindi, una persona frustrata che spinge contro un muro, solo per esaurirsi, non sta facendo alcun lavoro perché il muro non si muove. Ma un libro che cade da un tavolo e cade a terra sarebbe considerato un lavoro, almeno in termini di fisica, perché una forza ( gravità ) agisce sul libro provocandone lo spostamento verso il basso.

Cosa non funziona

È interessante notare che un cameriere che porta un vassoio in alto sopra la sua testa, sostenuto da un braccio, mentre cammina a passo regolare attraverso una stanza, potrebbe pensare che stia lavorando sodo. (Potrebbe anche sudare.) Ma, per definizione, non lo sta facendo qualunque opera. È vero, il cameriere sta usando la forza per spingere il vassoio sopra la sua testa, e anche vero, il vassoio si sta muovendo attraverso la stanza mentre il cameriere cammina. Ma la forza - il sollevamento del vassoio da parte del cameriere - no causa il vassoio da spostare. 'Per provocare uno spostamento, deve esserci una componente di forza nella direzione dello spostamento', osserva The Physics Classroom.

Calcolo del lavoro

Il calcolo di base del lavoro è in realtà abbastanza semplice:

W = Fd

Qui, 'W' sta per lavoro, 'F' è la forza e 'd' rappresenta lo spostamento (o la distanza percorsa dall'oggetto). Fisica per bambini dà questo problema di esempio:

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

Per risolverlo, devi prima sapere che un Newton è definito come la forza necessaria per fornire una massa di 1 chilogrammo (2,2 libbre) con un'accelerazione di 1 metro (1,1 iarde) al secondo. Un Newton è generalmente abbreviato come 'N.' Quindi, usa la formula:

W = Fd

Così:

W = 10 N * 20 metri (dove il simbolo '*' rappresenta i tempi)

Così:

Lavoro = 200 joule

UN joule , termine usato in fisica, è uguale all'energia cinetica di 1 chilogrammo che si muove a 1 metro al secondo.