Il lavoro in fisica: concetti, calcoli ed esempi pratici

Qual è il concetto di lavoro?

Nella vita quotidiana il concetto di lavoro è in genere associato a quello di fatica; in fisica, invece, la parola lavoro ha un significato diverso. Quando si applica una forza a un corpo non vincolato, questo subisce uno spostamento; se tale spostamento è avvenuto in direzione della forza, si definisce lavoro compiuto dalla forza F, il prodotto dell'intensità della forza

per lo spostamento , ossia: x

Esempi di lavoro

Per esempio, se un cavallo traina un carro su una strada in piano, la forza

ha la stessa direzione dello spostamento e il lavoro compiuto viene calcolato mediante il prodotto della forza esercitata dal cavallo per il numero dei metri di cui si è spostato il carro. Può succedere che per motivi vari non sia possibile, oppure non sia conveniente, esercitare una forza su di un corpo e fargli effettuare uno spostamento nella stessa direzione della forza. Ad esempio, un pescatore che, stando sulla riva, debba trainare la propria barca per un certo tratto lungo un fiume, non può esercitare una forza nella stessa direzione dello spostamento, perché non può camminare in mezzo al fiume. Così pure, quando una sferetta viene colpita, si verifica uno spostamento che non è della stessa direzione della forza F.

Unità di misura del lavoro

Siccome il lavoro viene sempre calcolato come prodotto di una forza per una lunghezza, vi sono due unità di misura del lavoro. Se la forza viene misurata in

e la lunghezza in metri, il lavoro sarà misurato in x chilogrammetri; se invece la forza viene misurata in Newton, il lavoro sarà espresso in Newton x metri= Joule.

chilogrammo x 1 metro;

JouleNewton x 1 metro.

Conversione tra unità di misura

E poichè ci vogliono 9,8 Newton per fornire 1

, ne segue che ci vorranno 9,8 Joule per dare 1 Kgm: 1 = 9,8 Joule. Ad esempio, per sollevare all'altezza di 10 metri il peso di 1 quintale, è necessario un lavoro pari a:

x , cioè x