Il Lavoro

Fisica Fisica Lavoro Comunemente per lavoro s'intende una qualsiasi attività fisica o mentale, mentre nella fisica il termine lavoro ha un significato preciso e cioè si parla di lavoro quando si è stato applicata una forza ad un oggetto che si sposta nella direzione della forza. Più intensa è la forza, quindi, più è grande lo spostamento e maggiore è il lavoro. In fisica non è il soggetto che compie il lavoro ma la forza stessa. Per definizione si dice che il lavoro della forza Fv, dove per v s'intende vettore, è uguale al modulo della forza F per il modulo S dello spostamento: L=F*S Le unità di misura sono in joule=N*m nel S.I., erg=dine*cm nel C.G.S.; il lavoro di un joule è quindi quello compiuto dalla forza costante di un Newton quando il punto d'applicazione della forza subisce nella sua stessa direzione lo spostamento di 1 m. Vale la trasformazione: 1 joule=N*m=107 erg Un'altra unità di misura è il kilogrammetro (kgpm) il lavoro compiuto dalla forza costante di un kgp per spostare il punto di applicazione di un metro nella sua direzione. Esso è il lavoro di un peso da un kg in caduta libera da 1 m. 1Kgpm=9,8N*m=9,8J La forza può anche essere di senso opposto rispetto allo spostamento, in questo caso quindi: L=-F*S Quindi la forza può ostacolare come aiutare un moto. Essa poi può non essere parallela allo spostamento ma inclinata di un angolo ? Definiamo lavoro della forza Fv il prodotto della componente F1 di Fv secondo lo spostamento per il modulo di quest'ultimo: L=F1S Quando la forza favorisce lo spostamento è chiamata motrice, quando lo ostacola invece è chiamata resistente. La legge di cui sopra è però uguale a: L=FS1 Dove S1 è la proiezione ortogonale di S su F e quindi detto ? l'angolo formato da Fv e Sv: L=F*S cos? Quando Fv e Sv sono perpendicolari il lavoro è nullo, così come nel moto circolare uniforme dove la forza centripeta è sempre perpendicolare alla velocità e quindi allo spostamento, rendendo il lavoro nullo. L'equazione per arrivare al lavoro è un prodotto scalare dei vettori Fv e Sv: L=Fv X Sv Il lavoro di una forza è quindi il prodotto scalare della forza per lo spostamento e quindi conoscendo le componenti della forza e dello spostamento si ha: L=FxSx + FySy Potenza Per potenza s'intende il lavoro svolto da una forza in un secondo. Quindi la potenza media Pm in un intervallo di tempo t è il rapporto tra il lavoro L compiuto da una o più forze durante l'intervallo di tempo t: Pm= ?L/?t La potenza è la rapidità con cui si compie un lavoro. Se indichiamo con Fs la componente della forza che produce lo spostamento e il lavoro ?L si può scrivere: P= Fs* ?S/?t Cioè: P=Fsv Le unità di misura della potenza sono nel sistema SI il Watt (W)=J/s nel sistema C.G.S. erg/s. L'unità Watt fu creata in onore di James Watt (1736-1819) costruttore delle prime macchine a motore. Unità spesso usata per la potenza è anche il cavallo vapore CV, la potenza di un motore che sviluppa il lavoro di 75kgpm in un secondo; quindi la potenza di 1 CV