Lavoro meccanico in fisica: definizione

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Appunti di fisica sul lavoro meccanico, con definizione e formula (6 pagine formato doc)

LAVORO MECCANICO FISICA: DEFINIZIONE

Il lavoro meccanico.

Introduciamo ora un concetto – quello di lavoro meccanico – che può risultare in alcuni casi in contrasto con l’idea di lavoro presente nel linguaggio comune. Spesso si pensa al lavoro in termini di fatica, per cui si è portati a pensare che per tener ferma e sollevata da terra una valigia si debba compiere un qualche lavoro. In Fisica non è così: si parla di lavoro solo quando le forze applicate sugli oggetti sono associate al movimento degli oggetti stessi: nel caso della valigia dunque per la fisica non si compie lavoro per il semplice fatto che, pur applicando una forza, la si tiene ferma.
Anticipiamo qui che c’è un altro caso notevole ove il concetto di lavoro meccanico cozza contro il senso comune: per la fisica non si ha lavoro meccanico ogni volta che, pur avendo forza e spostamento, la forza si manifesta ortogonalmente (a 90°) allo spostamento.
Gli ingredienti del lavoro meccanico sono dunque:
1. LE FORZE F
2. GLI SPOSTAMENTI S

e possiamo in prima istanza calcolare il lavoro tramite il prodotto forza per spostamento:

W = F-S (5.0.1)

Energia, calore e lavoro: spiegazione con formule

LAVORO FISICA

La lettera W associata al lavoro serve a ricordare l’inglese work. Dalla (5.0.1) si deduce che l’unità di misura del lavoro è il “Newton per metro”, cui si da il nome di Joule (J). Il Joule è anche l’unità di misura (nel Sistema Internazionale) dell’energia; per lavoro ed energia sono anche usate le unità piccola caloria (cal) e grande caloria (Cal), detta anche chilocaloria (Kcal):

1 cal = 4,19 J (5.0.2)
1 Kcal = 4190 J (5.0.3)

Possiamo dire che un Joule è il lavoro compiuto da una forza di un Newton quando il suo punto di applicazione di sposta di un metro in direzione della forza stessa.

PROBLEMA 1:calcolare il lavoro compiuto dal motore che fa accelerare per 100 metri la Ferrari di Fig. 5.0.1.

SVOLGIMENTO: dalla formula (5.0.1) segue che

PROBLEMA 2: calcolare il lavoro compiuto dai freni della Ferrari di fig. 5.0.1.

Lavoro ed energia: relazione di fisica

LAVORO MECCANICO FISICA: FORMULA

SVOLGIMENTO: prendendo come positivo il verso da sinistra a destra, notiamo come lo spostamento S valga +50 metri, mentre la forza F valga –2000 Newton; il lavoro vale dunque:...
I due problemi appena risolti mettono in esistenza che il lavoro è una quantità scalare che può essere positiva o negativa:
quando il lavoro è positivo diciamo che la forza compie lavoro motore, quando è negativo diciamo che compie lavoro resistente. Notiamo come le forze di attrito, essendo sempre opposte alle velocità e dunque agli spostamenti, compiono sempre lavoro resistente (negativo) e vengono dunque dette dissipative (anticipiamo che un lavoro negativo implica una perdita di energia).