Fisica : Lavoro ed energia

Il Lavoro in Fisica (Definizione)

La definizione in Meccanica di Lavoro e' il prodotto della forza applicata ad un corpo per lo spostamento ottenuto (*).

 L=F*s

DOVE:
-L = Lavoro in Joule;
-F = Forza applicata al corpo da spostare (in Newton)
-s = Spostamento del corpo (in metri)

ESEMPIO ESPLICATIVO: Si consideri un corpo (un armadio) di massa m, da spostare di 1m lungo il pavimento. Le forze in gioco sono:
- Quella che spinge il corpo nella direzione D.
- La Forza di attrito che si oppone allo spostamento, orientata nella direzione D con verso opposto.









N.B. Richiamo La forza di attrito radente che si oppone al moto del corpo, e' proporzionale al PESO del corpo e al coefficiente di attrito tra il corpo e la superficie.
La direzione del vettore attrito e' inversa a quella della Forza che tende a spostare il mobile.
Supponiamo che la forza "di spinta" sia la forza muscolare "F_m" di un uomo che SPINGE il mobile.
Che lavoro compie ?









Il presupposto per compiere lavoro e' che la forza di SPINTA sia "ALMENO" maggiore della Forza di attrito.
Nel nostro caso, la forza di spinta e' uguale ed opposta alla Forza di attrito, il mobile si muove.
Dopo averlo spostato di 1 metro, il lavoro compiuto dall'uomo e' :

 L = F_m * s
F_m = F_a di verso opposto (la forza di attrito)
s = 1m

Non conoscendo il coefficiente di attrito, risultera':


 L = (P*k) * s; Dove
P=Peso del corpo in Kg*(m/sec*sec);
k=Coefficiente di attrito; (adimensionale)
s=Spostamento (in metri)

Il lavoro nel senso comune

E' chiaro da quanto esposto, che la definizione di Lavoro in Fisica differisce da quella nel senso comune.
Nella vita di tutti i giorni chiunque svolga una attivita' che comporti "SFORZO FISICO" o "MENTALE", svolge un lavoro.
In Fisica, se , nell'esempio sopra descritto, la forza dell'uomo NON RIUSCISSE A SPOSTARE IL MOBILE, (cioe' fosse inferiore alla Forza di attrito F_a che si oppone al moto) l'uomo potrebbe spingere per ore esaurendo le sue energie , senza che in realta' si sia compiuto alcun Lavoro (in senso Fisico).









(*) (Per una definizione piu' esaustiva, vanno considerate le componenti della forza LUNGO LA DIREZIONE dello spostamento che il corpo subisce, ma in questo contesto di introduzione al concetto, la definizione proposta e' sufficiente. Si considerano lo spostamento RETTILINEO e nella direzione DELLA FORZA APPLICATA. Per estensione e' comunque:



Cioe' il prodotto della componente del vettore Forza lungo la direzione del vettore Spostamento)