Il termine lavoro in fisica, non assume il significato che gli si attribuisce nel parlare comune. Per comprendere al meglio questo concetto è bene introdurre il concetto di energia cinetica. Un corpo, dotato di una velocità molto inferiore a quella della luce, possiede energia cinetica:

K=\frac 1 2 mv^2;

|K: energia cinetica; m: massa; v: velocità|

se questo corpo è soggetto a un’accelerazione, significa che la sua velocità sta aumentando, in quanto è stata applicata una forza, e di conseguenza sta aumentando anche la sua energia cinetica.

La forza quindi, agendo per uno spostamento, ha trasmesso, come nell’esempio in figura, dell’energia al carrello. Si dice che la forza ha compiuto un lavoro meccanico che è definito come il prodotto scalare della forza F e lo spostamento s che il corpo subisce.

Questa grandezza scalare ha come unità di misura il joule, che si indica con J ed è pari a

1\ J=1\ N\cdot 1\ m

L=\vec F\cdot \vec s

|L: lavoro; F: forza; s: spostamento|

Se si considera l’angolo theta che si va a formare tra i due vettori, è necessario analizzare tre situazioni:

  • quando l’angolo è maggiore di 90 gradi il suo coseno restituisce un valore minore di 0, dunque il lavoro è negativo (lavoro resistente);
  • quando l’angolo è minore di 90 gradi il suo coseno restituisce un valore maggiore di 0, dunque il lavoro è positivo (lavoro motore);
  • quando l’angolo è uguale a 90 gradi il suo coseno è pari a 0, dunque il lavoro è nullo.

Nel ramo della termodinamica invece di lavoro meccanico si parla di lavoro termodinamico, ovvero il lavoro compiuto o subito da un sistema termodinamico rispetto all’universo o un secondo sistema termodinamico.

Il vero obiettivo della fisica è quello di giungere a un’equazione che possa spiegare l’universo e che sia abbastanza breve da poter essere scritta su una T-shirt.

-LEON LEDERMAN-
Progetta un sito come questo con WordPress.com
Comincia ora