Lavoro e potenza - Concetti

Lavoro e potenza - Concetti

Scientificamente parlando, il lavoro ha un significato diverso (simile solo per alcuni tratti) al “lavoro” inteso nel senso comune. Il vero lavoro è il risultato matematico della moltiplicazione tra la forza che uso per cambiare posizione a un oggetto (o accelerarlo o rallentarlo se era già in movimento) e la distanza per la quale lo sposto (o non lo sposto nel caso in cui lo rallento). Si tratta quindi di un valore numerico ottenuto solo se intervengo sul muoversi o stare immobile di un oggetto: è questa l’azione del lavoro. Nel luogo comune, se sto in equilibrio sulle mani in verticale dopo un certo tempo sento la fatica, sono stanco, quindi mi sembra che sto compiendo un lavoro di “ginnastica”. In realtà non è un lavoro perché non sto muovendo alcun proprio o secondo corpo. Ricordiamo che il corpo che sposta e quello spostato possono essere animati o inanimati.

In fisica, quali elementi occorrono per compiere un lavoro?
La forza e lo spostamento.
Se a parità di forza applicata si raddoppia la distanza percorsa, come cambia il lavoro?
Raddoppia, perché basta moltiplicare tutto per 2.

Essendo qualcosa di scientifico, il lavoro ha un’unità di misura: il Joule, indicato con “J”.

Esercizio

Giuseppe solleva uno zaino che pesa 12 kg e lo mette sul tavolo alto 1,2 metri. Calcola il lavoro compiuto.
L=Fxd=(12kgx9,8Newton)x1,2metri=141,12 Joule

Ora, un lavoro come inteso finora può essere svolto in 15 secondi come in 2 giorni: poco importa, sempre dello stesso valore numerico di Fxd si tratta. Ciò che distingue un lavoro fatto in minor o maggior tempo è la potenza. Spesso diciamo che Tizio è più potente di Caio. In scienze, vuole dire che Tizio e Caio fanno lo stesso lavoro, cioè ci mettono la stessa forza per spostare (o accelerare o rallentare) un oggetto per la stessa distanza. Come fa a essere più potenze Tizio? Perché lo stesso lavoro è fatto in meno tempo. Da questo ragionamento la potenza ha una formula P=Lavoro/tempo impiegato. Spesso si dice che gli elettrodomestici sviluppano una potenza indicata sul retro in kW o kiloWatt: cioè hanno la capacità di dare una tale forza per svolgere la loro funzione in un tot di tempo. Si dice che consumano kiloWatt perché essere più o meno potenti ha un costo: l’energia consumata.

Che cos’è la potenza?

A parole semplici, la potenza è quanto ci metto a compiere una lavoro, ha anch’essa un’unità di misura (Watt o Joule al secondo).
Per calcolare la potenza hai bisogno di due dati, quali?
Il valore numerico del lavoro(Joule) e del tempo (secondi).

Esempi nella vita comune

Se faccio la babysitter e sto seduta a guardare un bimbo che gioca, senza mai muovermi: è un lavoro nel senso comune perché è un mestiere per cui mi pagano.
Se porto il bambino in braccio in giro per la casa: è un lavoro scientificamente parlando, perché sposto il corpo del bambino.
Se blocco con le mani un pallone che mi è stato lanciato: è un lavoro scientificamente parlando, perché ho cambiato il movimento del pallone.
Se il cameriere tiene fermo il vassoio su una mano: no lavoro.
Se il cameriere porta il vassoio al tavolo dei clienti: quello è un lavoro.
Se un cameriere apparecchia 5 tavoli in 1 ora e un altro apparecchia gli stessi 5 tavoli in 3 ore, è più potente il primo.
Se due uomini sollevano un peso di palestra di 30 kg in 3 secondi, sono ugualmente potenti. Ma se uno impiegasse 3 secondi e l’altro 7 secondi, sarebbe più potente il primo, anche se alla fine dei conti riescono entrambi a sollevare lo stesso peso.