Concetti Chiave
- Il lavoro è definito come il prodotto scalare tra la forza e lo spostamento, espresso come L = F · Δs.
- Il lavoro può essere positivo, negativo o nullo, a seconda dell'angolo tra la forza e lo spostamento.
- Se la forza è costante, il lavoro totale è la somma dei lavori nei tratti con forza costante, calcolato tramite integrale.
- Nel Sistema Internazionale, l'unità di misura del lavoro è il joule (J), equivalente a 1 Newton per 1 metro.
- Il teorema del lavoro e dell'energia cinetica collega il lavoro alla variazione di energia cinetica di un corpo.
Se nel tratto
Sia la forza che lo spostamento sono vettori (ovvero, la forza ha una direzione e lo spostamento ha una direzione).
Il lavoro è quindi il prodotto scalare tra la forza e lo spostamento.
Utilizzando la nota proprietà del prodotto scalare, si può scrivere la [equazione 1] come
dove
e
Appare evidente che
- se la forza e lo spostamento sono ad angoli retti, il lavoro della forza è nullo (il coseno di un angolo retto è zero);
- se la forza e lo spostamento hanno la stessa direzione e verso concorde, il lavoro della forza è positivo, e vale
- se la forza e lo spostamento hanno la stessa direzione e verso opposto, il lavoro della forza è negativo, e vale e vale
L'unità di misura del lavoro nel Sistema Internazionale è il J (joule) che è uguale a 1N* 1m.
Se la forza
ovvero il lavoro è la somma dei vari "lavorini"
Se la forza varia
dove il pedice AB sotto L ricorda che è il lavoro della forza per spostare il punto da A a B.
Se su un corpo (punto materiale) agisce una forza
Dinamicamente, una forza che fa lavoro negativo si oppone al moto (diminuisce la velocità del corpo), mentre una forza che fa lavoro positivo favorisce il moto (aumenta la velocità del corpo).
Domande da interrogazione
- Come si definisce il lavoro di una forza costante lungo uno spostamento?
- Cosa succede al lavoro quando la forza e lo spostamento sono ad angoli retti?
- Come si calcola il lavoro se la forza varia lungo lo spostamento?
- Qual è l'unità di misura del lavoro nel Sistema Internazionale?
- Qual è la relazione tra lavoro e variazione dell'energia cinetica?
Il lavoro di una forza costante lungo uno spostamento è definito come il prodotto scalare tra la forza e lo spostamento, espresso come [math]L = \vec F \cdot \Delta \vec s[/math].
Quando la forza e lo spostamento sono ad angoli retti, il lavoro della forza è nullo poiché il coseno di un angolo retto è zero.
Se la forza varia lungo lo spostamento, il lavoro si calcola come l'integrale del prodotto scalare della forza e dello spostamento lungo il percorso, espresso come [math]L_{A \to B} = \int_B^A \vec F \cdot \vec {ds} [/math].
L'unità di misura del lavoro nel Sistema Internazionale è il joule (J), che corrisponde a 1 newton per 1 metro (1N*1m).
La variazione dell'energia cinetica di un corpo equivale al lavoro fatto dalla forza che agisce su di esso, secondo il teorema del lavoro e dell'energia cinetica: [math]L = \Delta E_k[/math].
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