Il lavoro, introduzione

Lavoro

In fisica, il lavoro non ha lo stesso significato di quello in uso nella vita quotidiana.

Definizione di lavoro

L = F.S = FS cosψ

S è lo spostamento del punto di applicazione della forza F. Se, per esempio, la forza F è applicata ad un punto materiale, S è lo spostamento del punto.

Quando il lavoro è nullo

Il lavoro è nullo quando:

• La forza è nulla
• Lo spostamento è nullo
• L'angolo tra la forza e lo spostamento è di 90°, cioè forza e spostamento sono perpendicolari

Segno del lavoro

Il lavoro può essere positivo o negativo:

• cosψ > 0 ⇒ L positivo
• cosψ < 0 ⇒ L negativo

Unità di misura del lavoro

Il lavoro si misura in N·m = Joule (J)

1 J = 1 kg·m²·s^-2

Calcolo del lavoro

Lavoro di una forza variabile

Calcoliamo il lavoro di una forza variabile che agisce su un corpo che si sposta da un punto A fino a B. Dividiamo la traiettoria in tanti spostamenti elementari:

ΔLi = ^Fi•^Δsi = Fi Δsi cos φ

Il lavoro totale per andare da A a B è la somma dei lavori elementari:

LAB = _i=1ⁿ Σ ^fi•^Δsi

Se ^Δsi -> 0 => _i Σ diventa un integrale di linea:

LAB = lim_{Δs -> 0 i=1}ⁿ Σ ^fi•^Δsi = _A∫_B ^F•^ds

dL = ^F•^ds lavoro elementare

Forza costante e uniforme

Se consideriamo ^F costante e uniforme, cioè non dipende dal tempo e dallo spazio, abbiamo:

LAB = _A∫_B^F•^ds = ^F•^AB

Noi faremo esempi con questo tipo di forze.