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Home Fisica

Lavoro

di Chimicamo
1 Novembre 2021
in Fisica
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Lavoro-chimicamo

Lavoro-chimicamo

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Si definisce lavoro l'energia trasferita da un sistema ad un altro tramite l'applicazione di una forza.

Si supponga che una forza costante sia esercitata su un corpo provocandone uno spostamento. Se forza e lo spostamento sono paralleli e concordi, la componente della forza nella direzione dello spostamento è proprio la forza stessa.

Pertanto il lavoro è dato dal prodotto del modulo della forza per la distanza percorsa dal corpo e pertanto:

W = F · x

Ricordando che F è espressa in Newton e lo spostamento in metri l'unità di misura del lavoro è N · m.

Tale unità di misura che fa parte del Sistema Internazionale è il Joule.

Se la forza applicata e lo spostamento sono perpendicolari tra loro W = 0 poiché la componente del vettore F lungo la direzione dello spostamento è nulla

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Equazione dimensionale

Poiché l'equazione dimensionale del Newton è kg· m/s2 si ha che l'unità di misura del Joule è

J ≡ [ kg· m/s2 · m] = [kg·m2·s-2]

Esempio

Un corpo di massa 15 kg è sollevato di 75 cm. Calcolare il lavoro fatto dalla forza.

La forza è data da F = m·a

Nel caso in esame l'accelerazione è quella di gravità pertanto:

F = 15 kg · 9.8 m/s2 = 147 N

Applicando l'equazione:

W = F · x

Si ha:

W = 147 N · 0.75 m = 110 J

Forza con direzione diversa dallo spostamento

Se la forza e lo spostamento non hanno la stessa direzione si deve considerare la componente della forza lungo la direzione dello spostamento. Detto θ l'angolo che la forza forma con lo spostamento si ha:
W = F · x · cos θ

Alla stessa formula si perviene considerando che sia la forza che lo spostamento sono grandezze vettoriali e il loro prodotto scalare è dato dalla formula indicata.

Il lavoro è quindi una grandezza scalare e quindi non è dotato di direzione e verso.

Esempio

Un corpo è tirato sul ghiaccio con una forza di 22.9 N per 129 m. Calcolare il lavoro fatto sapendo che la forza è applicata con un'inclinazione di 35° rispetto allo spostamento

Applicando la formula:

W = F · x · cos θ si ha:
W = 22.9 N · 129 m cos 35° = 2.42 · 103 J

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Tags: componenti vettorialiforzajoulespostamento

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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