Lavoro e energia


In fisica si parla di LAVORO tutte le volte che una forza F  agisce su un corpo e ne produce lo spostamento s.

 

Data una forza costante, F, che, applicata a un corpo, ne provoca lo spostamento di un segmento s, si definisce lavoro, L, della forza il prodotto dello spostamento per la componente, Fs, della forza nella direzione dello spostamento:

L = F*s

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

Se la forza è parallela allo spostamento, il lavoro sarà dato semplicemente dal prodotto della forza per lo spostamento; se invece la forza è perpendicolare allo spostamento, non avrà alcuna componente nella direzione dello spostamento, quindi il lavoro è nullo. Perciò, una forza perpendicolare allo spostamento non compie alcun lavoro. Il lavoro sarà massimo in valore assoluto quando la forza è parallela allo spostamento e minimo (nullo) quando la forza è perpendicolare.

L'unità di misura del lavoro è il joule (simbolo J), definito come il lavoro compiuto da una forza di 1 newton quando il suo punto di applicazione si sposta di 1 metro e dimensionalmente uguale a una forza per uno spostamento:

 


1)      Quale lavoro bisogna compiere per fermare un’auto di 1000 kg che si muove a 180 km/h?

 

2)      Una palla da tennis di 50 g viene lasciata cadere da 1 m di altezza e rimbalza sul pavimento fino a 80 cm. Calcola:

a.       l’energia potenziale iniziale e finale e l’energia cinetica quando tocca il pavimento.

b.      Il lavoro compiuto dalla forza peso per farla arrivare a terra

c.       Quanta energia meccanica è andata persa a causa degli attriti

 

3)      Una pallina avente la massa di 50g viene fatta cadere da un’ altezza di 2m. Quanto sarà la sua energia potenziale e la sua energia cinetica ad un’ altezza di 40cm dal suolo?

 

4)      Una forza risultante di 50N é  applicata ad un carrello che si sposta di 5m. Calcola il lavoro fatto nei due casi seguenti:

a)  La forza forma un angolo a = 30° con lo spostamento,

b)  La forza forma un angolo a = 45° con lo spostamento.